Name: a novel approach to assess motor outcome of deep brain stimulation effects in the hemiparkinsonian rat: staircase and cylinder test
Uploaded: 2016-05-31T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Approach to Assess Motor Outcome of Deep Brain Stimulation Effects in the Hemiparkinsonian Rat: Staircase and Cylinder Test at JoVE.com

This work was supported by Interdisziplin&#228;res Zentrum f&#252;r Klinische Forschung (IZKF), University Clinics W&#252;rzburg, Germany (project N-215).

Tierversuche wurden von der Universität Würzburg und der gesetzlichen staatlichen Behörden von Unterfranken in Übereinstimmung mit den Tierschutzrichtlinien und Europäischen Gemeinschaften Leitlinien des Rates (Zulassungsnummer: 55,2-2531,01 76/11) zugelassen. Alle Anstrengungen wurden unternommen, verwendet, um Schmerzen oder Beschwerden der Tiere zu minimieren. Hinweis: Elektrodenimplantation durchgeführt wurde , wie an anderer Stelle beschrieben 18. 1. Zylinder Test (Figur 2) <ol><li> Bereiten Sie einen durchsichtigen Kunststoff-Glaszylinder (Höhe: 40 cm, Durchmesser: 19 cm) durch den Zylinder mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung reinigen. </li><li> Bereiten Sie Karten mit Datum des Experiments und der jeweiligen Identifikationsnummer der Ratte. </li><li> Legen Sie zwei Spiegel in 90 ° Winkel hinter dem Zylinder. </li><li> Die Kamera in die vor dem Zylinder, so dass der Abstand zwischen der Kamera und dem Zylinder eine gute Sicht auf die Pfoten ermöglicht. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Transportkiste. Anmerkung: Die Tiere sollten vor der Prüfung durch den Experimentator gehandhabt werden Stress zu vermeiden. </li><li> Transportieren Sie die Ratte von zu Hause Käfig mit dem Zylinder mit der Transportbox. </li><li> Legen Sie die Ratte in den Zylinder (Abbildung 3). <ol><li> Immer führen alle Verhaltenstests zur gleichen Zeit des Tages circadian Aktivitätsunterschiede zu vermeiden. Wenn das Tier auf den Reizgenerator durch Kabel verbunden ist sicherzustellen, dass das Kabel nicht während des Experiments verdreht ist. </li></ol></li><li> Drücken Sie die &quot;Record&quot; -Taste auf der Kamera. Zeigen Sie die Karte mit dem aktuellen Datum des Experiments und der Ratte Kennnummer auf die Kamera. Starte die Aufnahme. </li><li> Nach fünf Minuten das Tier aus dem Zylinder zu entfernen und sie in den Käfig mit der Transportbox setzen. </li><li> Reinigen Sie den Zylinder mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung. </li><li> Bewerten Sie die Pfote Verwendung von aufgezeichneten Videos durch die linken und rechten Pfote Wandkontakte gezählt (paw Verwendung in Prozent) sowie rearings (stehend auf den Hinterpfoten mit oder ohne an der Zylinderwand unterstützen). Der Zylindertest kann auch automatisch durch eine entsprechende Software ausgewertet werden. Hinweis: Eine gesunde Ratte gleich beide Pfoten verwendet. Die hemiparkinsonian Ratte verwendet die Pfote auf Grund beeinträchtigt ein geringeres Ausmaß an Läsion. </li></ol> 2. Treppen Test (Figur 4) <ol><li> Akquisitionsphase <ol><li> Einen Tag vor dem Training vertraut machen, die Tiere mit den Pellets im Treppentest verwendet. <ol><li> Optional: Um das Tier die Motivation , eine diätetische Einschränkung verwenden erhöhen (10-15 g Standardlaborfutter Körpergewicht bei 90% des freien Futtermenge 16 zu halten). Dies ist jedoch nicht zwingend eine positive Trainingseffekt zu erzielen. Diese Studie wurde ohne Nahrung Einschränkung durchgeführt. </li></ol></li><li> Bereiten Sie eine klare Kunststoff-Glastreppe Feld (Höhe: 34,5 cm, Länge: 35,5 cm, Breite: 12 cm und engen Abteil 6 cm), indem Sie die Box mit einer 0,1% ac Reinigungetic Säurelösung. Anmerkung: Die Treppe Feld ist ein Zweifach-Box mit einer erhöhten Plattform und zwei Stufen in der schmalen Kammer. Die linken Schritte auf der Treppe in dem schmalen Fach kann nur mit der linken Pfote, die richtigen Schritte mit der rechten Pfote nur erreicht werden. : Die Standardtreppenkästen bestehen aus zwei Kammern mit einem Deckel, wenn er für Experimente mit Ratten über Kabel stimuliert verwendet werden soll, mit einem hohen Box ohne Deckel. </li><li> Nehmen Sie die Treppe und füllen die Vertiefungen auf jedem Schritt mit acht 45 mg Tabletten. </li><li> Legen Sie die Treppe und legte acht zusätzliche Pellets auf der erhöhten Plattform. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Transportkiste. </li><li> Transportieren Sie die Ratte von zu Hause Käfig zur Treppe Feld mit der Transportbox. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Treppe Feld (Abbildung 5). </li><li> Nach fünf Minuten das Tier von der Treppe Feld entfernen und es in den Käfig mit der Transportbox setzen. </li><li> Beachten Sie, wie vielePellets wurden von Plattform und (schließlich) von rechts und links Treppe gegessen. </li><li> Füllen Sie die Treppe durch Auffüllen der Vertiefungen auf jeder Stufe mit acht 45 mg Tabletten. </li><li> Reinigen Sie die Treppe Box mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung und legen Sie die weiteren Pellets auf der Plattform. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang (Akquisitionsphase) drei Tage in einer Reihe. Anmerkung: Alle beschriebenen Versuche wurden an männlichen Sprague-Dawley-Ratten durchgeführt. Die Dauer der einzelnen Trainingsmodule können bei Ratten verschiedener Stamm, Geschlecht und vender unterscheiden. </li></ol></li><li> Free Choice-Test <ol><li> Reinigen Sie die Treppe Box mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung. </li><li> Nehmen Sie die Treppe und füllen die Vertiefungen auf jedem Schritt mit acht 45 mg Tabletten. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Transportkiste. </li><li> Transportieren Sie die Ratte von zu Hause Käfig zur Treppe Feld mit der Transportbox. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Treppe Feld. </li><li> Nach fünf Minuten, entfernen Sie das Tier von der TreppeFall-Box und legte es in den Käfig der Transportkiste mit zurück. Man beachte, wie viele Pellets wurden aus rechten und linken Treppe gegessen. </li><li> Hinweis: Wenn die Tiere immer noch Probleme haben mit Pellets zu erfassen, fügen Sie einige mehr auf der Plattform, wo sie leicht zu erreichen. </li><li> Füllen Sie die Treppe durch Auffüllen der Vertiefungen auf jeder Stufe mit acht 45 mg Tabletten. </li><li> Reinigen der Treppe Feld mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung für das nächste Tier. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang (freie Wahl Phase) drei Tage in einer Reihe. Hinweis: Die hier vorgestellten Ergebnisse durch die Ausbildung durchgeführt wurden erhalten, ohne eine Ruhezeit zwischen den Modulen. Einige Gruppen bevorzugen eine Ruhe Tag für die Konsolidierung, den Trainingsprozess zu unterstützen. </li></ol></li><li> Forced-Choice-Test <ol><li> Reinigen Sie die Treppe Box mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung. </li><li> Nehmen Sie die Treppe und füllen die Vertiefungen auf jedem Schritt auf der linken Treppe mit acht (ersten drei Tagen des Moduls) oder vier (konsekutiv three Tage der Baugruppe) 45 mg Pellets. <ol><li> Führen Sie die Zwangs-Choice-Test auf der Seite, wo die Wertminderung eintritt. Hinweis: Wir haben die Parkinson-Läsion auf der rechten Hemisphäre durchführen und deshalb trainieren selektiv die linke Pfote. </li></ol></li><li> Legen Sie die Ratte in der Transportkiste. </li><li> Transportieren Sie die Ratte von zu Hause Käfig zur Treppe Feld mit der Transportbox. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Treppe Feld. </li><li> Nach fünf Minuten das Tier von der Treppe Feld entfernen und es in den Käfig mit der Transportbox setzen. </li><li> Beachten Sie, wie viele Pellets wurden von der linken Treppe gegessen. </li><li> Füllen Sie die Treppe durch Auffüllen der Vertiefungen auf jeder Stufe mit acht oder vier 45 mg-Pellets (Anzahl der Pellets hängt von Trainingstag). </li><li> Reinigen der Treppe Feld mit einer 0,1% igen Essigsäurelösung für das nächste Tier. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang (erzwungene Wahl Phase) werden sechs Tage in einer Reihe. </li></ol></li><li> Datenerfassung <ol> &lt;li&gt; Führen Sie das Experiment, wie für die erzwungene Wahl Modul (vier Pellets in jeder Vertiefung auf der linken Treppe) an zwei aufeinander folgenden Tagen beschrieben. Berechnen Sie die Erfolgsquote (Anzahl der Pellets gegessen) als Mittel der zwei Tage. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Fasano, A., Lozano, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+for+movement+disorders:+2015+and+beyond.">Deep brain stimulation for movement disorders: 2015 and beyond.</a> Current opinion in neurology. , (2015).</li><li>McIntyre, C. C., Savasta, M., Kerkerian-Le Goff, L., Vitek, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uncovering+the+mechanism(s)+of+action+of+deep+brain+stimulation:+activation,+inhibition,+or+both.">Uncovering the mechanism(s) of action of deep brain stimulation: activation, inhibition, or both.</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 115, 1239-1248 (2004).</li><li>Deniau, J. M., Degos, B., Bosch, C., Maurice, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+mechanisms:+beyond+the+concept+of+local+functional+inhibition.">Deep brain stimulation mechanisms: beyond the concept of local functional inhibition.</a> The European journal of neuroscience. 32, 1080-1091 (2010).</li><li>Modolo, J., Legros, A., Thomas, A. W., Beuter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model-driven+therapeutic+treatment+of+neurological+disorders:+reshaping+brain+rhythms+with+neuromodulation.">Model-driven therapeutic treatment of neurological disorders: reshaping brain rhythms with neuromodulation.</a> Interface focus. 1, 61-74 (2011).</li><li>Groppa, 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=Physiological+and+anatomical+decomposition+of+subthalamic+neurostimulation+effects+in+essential+tremor.">Physiological and anatomical decomposition of subthalamic neurostimulation effects in essential tremor.</a> Brain : a journal of neurology. 137, 109-121 (2014).</li><li>Reich, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+pulse+width+widens+the+therapeutic+window+of+subthalamic+neurostimulation.">Short pulse width widens the therapeutic window of subthalamic neurostimulation.</a> Annals of clinical and translational neurology. 2, 427-432 (2015).</li><li>Blandini, F., Armentero, M. T., Martignoni, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+6-hydroxydopamine+model:+news+from+the+past.">The 6-hydroxydopamine model: news from the past.</a> Parkinsonism &amp; related disorders. 14, 124-129 (2008).</li><li>Bove, J., Perier, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotoxin-based+models+of+Parkinson's+disease.">Neurotoxin-based models of Parkinson's disease.</a> Neuroscience. 211, 51-76 (2012).</li><li>Metz, G. A., Tse, A., Ballermann, M., Smith, L. K., Fouad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+unilateral+6-OHDA+rat+model+of+Parkinson's+disease+revisited:+an+electromyographic+and+behavioural+analysis.">The unilateral 6-OHDA rat model of Parkinson's disease revisited: an electromyographic and behavioural analysis.</a> The European journal of neuroscience. 22, 735-744 (2005).</li><li>Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., 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=Skilled+reaching+deficits+in+unilateral+dopamine-depleted+rats:+impairments+in+movement+and+posture+and+compensatory+adjustments.">Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: impairments in movement and posture and compensatory adjustments.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 14, 7148-7158 (1994).</li><li>Li, X. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+restores+neural+and+behavioral+functions+during+reaction+time+task+in+a+rat+model+of+Parkinson's+disease.">High-frequency stimulation of the subthalamic nucleus restores neural and behavioral functions during reaction time task in a rat model of Parkinson's disease.</a> Journal of neuroscience research. 88, 1510-1521 (2010).</li><li>Darbaky, Y., Forni, C., Amalric, M., Baunez, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+frequency+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+has+beneficial+antiparkinsonian+effects+on+motor+functions+in+rats,+but+less+efficiency+in+a+choice+reaction+time+task.">High frequency stimulation of the subthalamic nucleus has beneficial antiparkinsonian effects on motor functions in rats, but less efficiency in a choice reaction time task.</a> The European journal of neuroscience. 18, 951-956 (2003).</li><li>Fang, X., Sugiyama, K., Akamine, S., Namba, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvements+in+motor+behavioral+tests+during+deep+brain+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+rats+with+different+degrees+of+unilateral+parkinsonism.">Improvements in motor behavioral tests during deep brain stimulation of the subthalamic nucleus in rats with different degrees of unilateral parkinsonism.</a> Brain research. 1120, 202-210 (2006).</li><li>Lindemann, C., Krauss, J. K., Schwabe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+the+6-hydroxydopamine+rat+model+of+Parkinson's+disease:+effects+on+sensorimotor+gating.">Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus in the 6-hydroxydopamine rat model of Parkinson's disease: effects on sensorimotor gating.</a> Behavioural brain research. 230, 243-250 (2012).</li><li>Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+plasticity+and+assessment+of+forelimb+sensorimotor+outcome+in+unilateral+rat+models+of+stroke,+cortical+ablation,+parkinsonism+and+spinal+cord+injury.">CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury.</a> Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).</li><li>Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+'staircase+test':+a+measure+of+independent+forelimb+reaching+and+grasping+abilities+in+rats.">The 'staircase test': a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats.</a> Journal of neuroscience. 36, 219-228 (1991).</li><li>Kloth, V., Klein, A., Loettrich, D., Nikkhah, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colour-coded+pellets+increase+the+sensitivity+of+the+staircase+test+to+differentiate+skilled+forelimb+performances+of+control+and+6-hydroxydopamine+lesioned+rats.">Colour-coded pellets increase the sensitivity of the staircase test to differentiate skilled forelimb performances of control and 6-hydroxydopamine lesioned rats.</a> Brain research bulletin. 70, 68-80 (2006).</li><li>Fluri, F., Volkmann, J., Kleinschnitz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectrode+guided+implantation+of+electrodes+into+the+subthalamic+nucleus+of+rats+for+long-term+deep+brain+stimulation.">Microelectrode guided implantation of electrodes into the subthalamic nucleus of rats for long-term deep brain stimulation.</a> JoVE. , (2015).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The rat brain in stereotactic coordinates. , (2008).</li><li>Nikkhah, G., Rosenthal, C., Hedrich, H. J., Samii, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+acquisition+and+full+performance+in+skilled+forelimb+use+as+measured+by+the+'staircase+test'+in+five+rat+strains.">Differences in acquisition and full performance in skilled forelimb use as measured by the 'staircase test' in five rat strains.</a> Behavioural brain research. 92, 85-95 (1998).</li><li>Angelov, S. D., Dietrich, C., Krauss, J. K., Schwabe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Deep+Brain+Stimulation+in+Rats+Selectively+Bred+for+Reduced+Prepulse+Inhibition.">Effect of Deep Brain Stimulation in Rats Selectively Bred for Reduced Prepulse Inhibition.</a> Brain stimulation. , (2014).</li><li>de Haas, R., 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=Wireless+implantable+micro-stimulation+device+for+high+frequency+bilateral+deep+brain+stimulation+in+freely+moving+mice.">Wireless implantable micro-stimulation device for high frequency bilateral deep brain stimulation in freely moving mice.</a> Journal of neuroscience methods. 209, 113-119 (2012).</li><li>Heo, M. 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=Fully+Implantable+Deep+Brain+Stimulation+System+with+Wireless+Power+Transmission+for+Long-term+Use+in+Rodent+Models+of+Parkinson's+Disease.">Fully Implantable Deep Brain Stimulation System with Wireless Power Transmission for Long-term Use in Rodent Models of Parkinson's Disease.</a> Journal of Korean Neurosurgical Society. 57, 152-158 (2015).</li><li>Gut, N. K., Winn, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+of+different+pedunculopontine+targets+in+a+novel+rodent+model+of+parkinsonism.">Deep brain stimulation of different pedunculopontine targets in a novel rodent model of parkinsonism.</a> J. Neurosci. 35, 4792-4803 (2015).</li><li>Whishaw, I. Q., Gorny, B., Foroud, A., Kleim, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-Evans+and+Sprague-Dawley+rats+have+similar+skilled+reaching+success+and+limb+representations+in+motor+cortex+but+different+movements:+some+cautionary+insights+into+the+selection+of+rat+strains+for+neurobiological+motor+research.">Long-Evans and Sprague-Dawley rats have similar skilled reaching success and limb representations in motor cortex but different movements: some cautionary insights into the selection of rat strains for neurobiological motor research.</a> Behavioural brain research. 145, 221-232 (2003).</li><li>Honndorf, S., Lindemann, C., Tollner, K., Gernert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Female+Wistar+rats+obtained+from+different+breeders+vary+in+anxiety-like+behavior+and+epileptogenesis.">Female Wistar rats obtained from different breeders vary in anxiety-like behavior and epileptogenesis.</a> Epilepsy research. 94, 26-38 (2011).</li><li>Jadavji, N. M., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences+in+skilled+movement+in+response+to+restraint+stress+and+recovery+from+stress.">Sex differences in skilled movement in response to restraint stress and recovery from stress.</a> Behavioural brain research. 195, 251-259 (2008).</li><li>Kucker, S., Tollner, K., Piechotta, M., Gernert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kindling+as+a+model+of+temporal+lobe+epilepsy+induces+bilateral+changes+in+spontaneous+striatal+activity.">Kindling as a model of temporal lobe epilepsy induces bilateral changes in spontaneous striatal activity.</a> Neurobiology of disease. 37, 661-672 (2010).</li><li>Smith, L. K., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+restriction+alters+fine+motor+function+in+rats.">Dietary restriction alters fine motor function in rats.</a> Physiology &amp; behavior. 85, 581-592 (2005).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Dieser Artikel beschreibt ein detailliertes Trainingsprotokoll für den Zylinder und Treppentest. Letzteres ist so konzipiert , komplexe Greifverhalten und feinmotorische Bewegung zu beurteilen aufgrund qualifizierte 16,17 bei Ratten zu erreichen. Das Ergebnis Messung wird als Anzahl von Pellets während des Tests gegessen ausgedrückt, die eine objektive Messung ist. Das Protokoll kann in Rattenmodellen der Parkinson-Krankheit und anderen Motorkrankheitsmodellen verwendet werden. Der Zylinder Test beinhaltet...

Tiefe Hirnstimulation des Nucleus subthalamicus (STN) ist eine wirksame Behandlungsoption für die Parkinson-Krankheit 1 und anderen Bewegungsstörungen. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind immer noch wenig verstanden und multifaktoriell, aber ein wesentliches Merkmal ist die Modulation der neuronalen Netzwerkaktivität durch wiederholte Depolarisation von Axonen in der Nähe der Stimulationselektrode 2-4. Hochfrequenz (&gt; 100 Hz) Stimulation ist für eine vorteilhafte Wirkung in den meisten Gehirnziele erforderlich, und für die meisten Indikationen der DBS. Nebenwirkungen der tiefen Hirnstimulation Ergebnis durch unbeabsichtigtes Koaktivierung anderer Fasern, die durch das Stimulationsvolumen abgedeckt werden und die subserve verschiedene Funktionen, wie beispielsweise der Pyramidenbahn. Daher wäre es wünschenswert, die Stimulationsparameter zu entwickeln, die bevorzugt von Vorteil neuralen Elemente zu aktivieren, wobei die Coaktivierung von Nebeneffektelemente vermieden 5,6. Obwohl Neurophysiologie solche feinen tuni bieten kannng Optionen von DBS, der wissenschaftliche Fortschritt hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten minimal, weil die Programmierung Strategien durch &quot;trial and error&quot; bei Patienten und beschränkt durch die begrenzten Programmiermöglichkeiten von handelsüblichen DBS-Geräte in erster Linie geprüft worden, anstatt neurophysiologische Erkenntnisse mit und experimentelle Einstellungen definiert, um systematisch den vollen Parameterraum zu erkunden. Zur Überwindung der translationalen Straßensperre in DBS Forschung wir ein Protokoll schlagen alternative Stimulationsparameter in Nagetiermodellen von Parkinsonismus vor der klinischen Untersuchung zu screenen. Unilaterale Parkinson-Krankheit bei Ratten modelliert wird unter Verwendung von 6-Hydroxydopamin - Injektionen in das rechte mediale Vorderhirnbündel 7,8. Die resultierende Läsion, weiter beschrieben als hemiparkinsonian, in der Apomorphin-Test durch Auswertung von Dreh-Score nach niedrigen Dosis Apomorphin Injektion beurteilt und bestätigt wird post mortem durch Tyrosin-Hydroxylase immunohistochemistry. Das Verfahren ist einfach anzuwenden und sehr gut reproduzierbar, während eine niedrige Mortalität und Morbidität tragen. Die daraus resultierenden motorischen Defiziten sind sehr diskret 7,8; die Tiere während einer leichten Beeinträchtigung der kontralateralen linken Pfote sowohl spontane Exploration und komplexe Greifverhalten 9,10 aufweisen. Zur Beurteilung der Wirksamkeit der tiefen Hirnstimulation Protokolle Tests erforderlich, die eine schnelle und zuverlässige Änderung der Motorleistung ermöglichen die Messung und kann im Laufe der Zeit mit verschiedenen Neurostimulation Einstellungen wiederholt werden. Mehrere Gruppen haben unterschiedliche Stimulation Ansätze und verschiedene Tests vorgeschlagen 11-14 die motorischen Funktionen bei Ratten 11 mit sehr variabel und inkonsistente Ergebnisse zu bewerten. Dies zwang uns eine Reihe von Tests mit hoher vorhersagen Gültigkeit und Komplementarität zu wählen. Zusätzlich wird für die Beurteilung der motorischen Ergebnis unter tiefen Hirnstimulation Bedingungen wurden Tests begünstigt, die von ani durchgeführt werden konnteMals über Kabel an den Stimulusgenerator angeschlossen ist. Für diese Zwecke haben wir unsere Testbatterie, bestehend aus einem Test für die Pfote Verwendung Asymmetrie und ein Test für qualifizierte reichend. Das Studiendesign ist in Abbildung 1 veranschaulicht. Für spontane Pfote Verwendung führten wir den Zylinder Test von Shallert 15 beschrieben, die eine weit verbreitete Test für die Pfote Verwendung während der vertikalen Exploration ist. Keine Ausbildung des Tieres erforderlich ist. Für die Beurteilung von komplexeren Greifverhalten haben wir die Treppe Test nach Montoya 16. Unser Protokoll wird entsprechend modifiziert Kloth 17. Die Ratten werden für einen Zeitraum von zwölf Tagen geschult Pellets aus dem Testfeld zu erreichen. Nach der Ausbildung kann der Test durch das Zählen der Erfolgsrate als Anzahl von Pellets gegessen beschrieben das komplexe Greifverhalten zu messen, angewendet werden. Der Artikel stellt die detaillierte Ausbildung im Treppenhaus Feld sowie die Leistung der beiden behavioral Tests unter naiv, hemiparkinsonian und tiefe Hirnstimulation Bedingungen.

<table><tbody><tr><td>Staircase box without lid</td><td>Glas Keil, Germany</td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>Cylinder box</td><td>Glas Keil, Germany</td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>Dustless precision pellets, 45 mg</td><td>Bio Serv</td><td>F0021</td><td></td></tr></tbody></table>

a novel approach to assess motor outcome of deep brain stimulation effects in the hemiparkinsonian rat: staircase and cylinder test

Tiefe Hirnstimulation des Nucleus subthalamicus ist eine wirksame Behandlungsoption für die Parkinson-Krankheit. In unserem Labor haben wir ein Protokoll verschiedene Neurostimulationsmuster in hemiparkinsonian (unilateral läsionierte) Ratten zu screenen. Es besteht aus durch Einspritzen von 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) in das rechte mediale Vorderhirnbündel, Implantieren chronische Stimulationselektroden in den Nucleus subthalamicus eine einseitige Parkinson Läsion Erstellung und Auswertung von Motor Ergebnisse am Ende der 24-Stunden-Perioden von kabelgebundenen externen Neurostimulations . Die Stimulation wurde mit einem konstanten Strom Stimulation durchgeführt. Die Amplitude wurde 20% unter dem individuellen Schwellenwert für Nebenwirkungen eingestellt. Der Motor Ergebnisevaluation wurde von der Beurteilung der spontanen Pfote Verwendung im Zylinder Test erfolgt nach Shallert und durch die Beurteilung der Fach erreicht im Treppenhaus-Test nach Montoya. Dieses Protokoll beschreibt im Detail die Ausbildung im Treppenhaus-Box, der cylinder Test, sowie die Verwendung sowohl in hemiparkinsonian Ratten. Die Verwendung beider Tests ist notwendig, da die Treppe Test sensitiver für Feinmotorik Beeinträchtigung zu sein scheint, und weist eine höhere Empfindlichkeit bei der Neurostimulation zu ändern. Die Kombination aus der einseitigen Parkinson-Modell und die beiden Verhaltenstests ermöglicht die Bewertung verschiedener Stimulationsparameter in standardisierter Form.

Alle Tiere wurden einer post mortem histologische Überprüfung sowohl der dopaminergen Läsion und der Elektroden Lage. Nur Tiere korrekte Platzierung der Elektroden im Inneren des STN (Abbildung 6) und vollständige dopaminerge Läsion (&gt; 90% Verlust von dopaminergen Neuronen in der Substantia nigra) in den Ergebnisteil (Abbildung 7). Der Zylindertest unter lädierten Zustand durchgeführ...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Approach to Assess Motor Outcome of Deep Brain Stimulation Effects in the Hemiparkinsonian Rat: Staircase and Cylinder Test at JoVE.com

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

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 ...

a-novel-approach-to-assess-motor-outcome-deep-brain-stimulation

Research

JoVE Journal

Behavior

14.6K Aufrufe.  University Hospital Wuerzburg. 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.

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

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.

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

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

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority of the spinal cord injuries in humans occur at the cervical levels. Therefore, developing cervical injury models and developing relevant and sensitive behavioral tests is of great importance. Here we describe the use of a newly developed forelimb step-alternation test after cervical spinal cord injury in rats. In addition, we describe two behavioral tests that have not been used after spinal cord injury: a postural instability test (PIT), and a pasta-handling test. All three behavioral tests are highly sensitive to injury and are easy to use. Therefore, we feel that these behavioral tests can be instrumental in investigating therapeutic strategies after cSCI.

Three new behavioral tests (forelimb step-alternation, postural instability test, pasta handling test) for evaluating forelimb function after cervical spinal cord injury in rodents are described.

Bewertung der Vordergliedmaße Funktion nach Einseitige Cervical SCI mit Novel Aufgaben: Gliedmaßen Step-Wechsel, Haltungsinstabilität und Pasta Handhabung

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

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 ...

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for quantifying locomotor deficits in rodents is to measure minute disturbances of unconstrained gait overground (e.g., manual BBB score or automated CatWalk). However, cortical inputs are not required for the generation of basic locomotion produced by the spinal central pattern generator (CPG). Thus, unconstrained walking tasks test locomotor deficits due to motor cortical impairment only indirectly. In this study, we propose a novel, precise foot-placement locomotor task that evaluates cortical inputs to the spinal CPG. An instrumented peg-way was used to impose symmetrical and asymmetrical locomotor tasks mimicking lateralized movement deficits. We demonstrate that shifts from equidistant inter-stride lengths of 20% produce changes in the forelimb stance phase characteristics during locomotion with preferred stride length. Furthermore, we propose that the asymmetric walkway allows for measurements of behavioral outcomes produced by cortical control signals. These measures are relevant for the assessment of impairment after cortical damage.

Here, we present a protocol to quantify precise stepping in rodents. Cortical and the spinal central pattern generator signals are required for precise foot-placement during obstructed locomotion. We report here the novel constrained walking task that directly examines precise stepping behavior.

Asymmetrische Walkway: Roman Behavioral Assay zur Untersuchung Asymmetrische Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

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 ...

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and dementia. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) can lead to some Parkinson&#8217;s-like symptoms by destroying dopaminergic neurons in the substantia nigra of the brain. It has been thus used to establish PD models in various animal studies. Here, mice receive MPTP injections (20 mg/kg/day) for seven days and the behavioral tests are performed on the eighth day. This model is adapted efficiently in the study of PD. The behavioral tests here include the cylinder test and the open field test. The cylinder experiment is used to detect the animals&#8217; ability to lift their front paws when put into a different environment. As the PD model mice show arching&#8212;the mouse arches its back&#8212;the number of paw liftings decrease. This test is easy to execute. The open field test is used to detect the amount of time the mice spend on running, walking, and remaining immobile. We analyze animals&#8217; movements in open field using software and obtain data. Lastly, we use L-DOPA, one of the most commonly used PD drugs, as one example to show how to apply this model to the study of PD drugs. Our results indicate that MPTP neurotoxicity induces motor deficit which can be mitigated by L-DOPA.

We describe establishment of a murine model for Parkinson's disease using MPTP, and behavioral assessments using cylinder and open field tests to measure motor function. We then use L-DOPA as one example to show how to apply this model in the study of PD drugs.

Verhaltens Bewertungen der spontanen Fortbewegung in einem murinen MPTP-induzierten Parkinson-Erkrankung-Modell

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and ...

Unilateral Pyramidotomy of the Corticospinal Tract in Rats for Assessment of Neuroplasticity-inducing Therapies

The corticospinal tract (CST) can be completely severed unilaterally in the medullary pyramids of the rodent brainstem. The CST is a motor tract that has great importance for distal muscle control in humans and, to a lesser extent, in rodents. A unilateral cut of one pyramid results in loss of CST innervation of the spinal cord mainly on the contralateral side of the spinal cord leading to transient motor disability in the forelimbs and sustained loss of dexterity. Ipsilateral projections of the corticospinal tract are minor. We have refined our surgical method to increase the chances of lesion completeness. We describe postsurgical care. Deficits on the Montoya staircase pellet reaching test and the horizontal ladder test shown here are detected up to 8 weeks postinjury. Deficits on the cylinder rearing test are only detected transiently. Therefore, the cylinder test may only be suitable for detection of short term recovery. We show how, electrophysiologically and anatomically, one may assess lesions and plastic changes. We also describe how to analyse fibers from the uninjured CST sprouting across the midline into the deprived areas. It is challenging to obtain &#62;90% complete lesions consistently due to the proximity to the basilar artery in the medulla oblongata and survival rates can be low. Alternative surgical approaches and behavioural testing are described in this protocol. The pyramidotomy model is a good tool for assessing neuroplasticity-inducing treatments, which increase sprouting of intact fibers after injury.

The corticospinal tract, one of the major sensorimotor tracts, can be lesioned unilaterally in the rodent brainstem in order to test neuroplasticity-inducing therapies for the central nervous system. This surgical procedure (&#8220;pyramidotomy&#8221;) and postoperative assessments are described in this protocol.

Einseitige Pyramidotomy der Pyramidenbahn in Ratten für Bewertung der Neuroplastizität treibenden Therapien

The corticospinal tract (CST) can be completely severed unilaterally in the medullary pyramids of the rodent brainstem. The CST is a motor tract that has ...

Neurowissenschaften

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

Motor und Hippokampus-Dependent Spatial Learning und Referenz-Gedächtnis-Bewertung in einem transgenen Mausmodell der Alzheimer-Krankheit mit Schlaganfall

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

Medizin

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes demonstrate the ability to record action potentials from individual or small groups of neurons. Such recorded signals have successfully been used to allow patients to interface with or control&#160;computers, robotic limbs, and their own limbs. However, previous animal studies have shown that a microelectrode implantation in the brain not only damages the surrounding tissue but can also result in functional deficits. Here, we discuss a series of behavioral tests to quantify potential motor impairments following the implantation of intracortical microelectrodes into the motor cortex of a rat. The methods for open field grid, ladder crossing, and grip strength testing provide valuable information regarding the potential complications resulting from a microelectrode implantation. The results of the behavioral testing are correlated with endpoint histology, providing additional information on the pathological outcomes and impacts of this procedure on the adjacent tissue.

We have shown that a microelectrode implantation in the motor cortex of rats causes immediate and lasting motor deficits. The methods proposed herein outline a microelectrode implantation surgery and three rodent behavioral tasks to elucidate potential changes in the fine or gross motor function due to implantation-caused damage to the motor cortex.

Nagetier Verhaltens Tests, um funktionelle Defizite verursacht durch Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex Ratte bewerten

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Biotechnik

The Mouse Stroke Unit Protocol with Standardized Neurological Scoring for Translational Mouse Stroke Studies

The filament model of middle artery occlusion (fMCAo) is perhaps the most translational mouse stroke model, allowing for controlled ischemia with intravascular reperfusion/recanalization. However, it lacks alignment with current clinical advances for stroke care (e.g., Stroke Units), usually employs subjective or vague neurological scoring among laboratories, and exhibits high acute-phase mortality. Here, we address these limitations with validated video-guided protocols. We present the mouse Stroke Unit (mSU) protocol with instructional videos and a decision algorithm (Risk Stratification Score), bridging the gap between clinical and mouse stroke modeling. To increase accuracy and sensitivity of stroke neurological scoring, we present for the first time a video-standardized format of the focal Experimental Stroke Scale (fESS) and prove its value up to 6 months post-stroke. Additionally, protocols for mice Ladder-rung test, as well as the known Cylinder test, for unbiased, quantitative assessment of limbs&#180; motor function are presented. Results highlight mSU&#39;s translational efficacy. Focal ESS (fESS) excels over other known scales in detecting focal stroke deficits, capturing recovery, and maintaining sensitivity for up to 6 months post-stroke. Ladder-rung and Cylinder tests objectively quantify and monitor fore- and hind-limb motor deficits, long-term. In summary, integrating mSU, fESS, and motor function tests provides a robust framework for clinically relevant stroke investigations. Our protocols improve the translational value in mouse stroke research.

This article presents a protocol for executing the highly translational and independently proven mouse Stroke Unit (mSU) concept in large-stroke mice. It also provides a standardized protocol for executing the focal experimental stroke scale in mice, which evaluates stroke focal deficits detected even long-term.