El Wellcome Trust para proporcionar financiación de Acceso Abierto a la Universidad de Oxford. Robert Diácono es un miembro del grupo OXION Oxford, financiado por el Wellcome Trust subvención WT084655MA.

1. Aparato Para todas las pruebas, una superficie suave rellenado se coloca en la base del aparato para amortiguar los ratones a los que se caen. NB Esto no se muestra en las figuras, a fin de no oscurecer cualquier parte del aparato. Durante las pruebas de cientos de ratones, tanto normal y mutante, que nunca han observado cualquier lesión causada por la caída de dicho aparato, que es típicamente de 30-50 cm de altura. Además, asegúrese de limpiar y esterilizar el equipo entre cada ratón probado. 1.1 rotarod Hay varias versiones comerciales de este aparato en el mercado, pero algunos tienen desventajas, tales como no para acelerar a una velocidad adecuada para detectar la falta de coordinación motriz (en lugar de la resistencia). Otro fallo común es que la caña no es lo suficientemente alto por encima de la base, lo que resulta en los ratones tienden a caerse o saltar. El rodillo giratorio se muestra en la Figura 1 se hizo para el diseñodel autor por las secciones de ingeniería del departamento de Farmacología de la Universidad de Oxford. La varilla es de 3 cm de diámetro, con el apoyo 30 cm por encima de la base del aparato. La superficie está moleteada en una serie de crestas paralelas a lo largo del eje longitudinal, lo que permite a los ratones para agarrar de manera efectiva (Figura 2). NB La profundidad de las estrías es un detalle importante: si el ratón no se puede obtener un buen agarre de la prueba será mucho más difícil, por otro lado, si el agarre es muy bueno el ratón &quot;voltereta&quot; en torno a la varilla mediante la celebración de forma pasiva a ella. Para los &quot;fabricantes rotarod aficionados&quot;, puede ser útil saber que espigar madera estriada de un tamaño adecuado para ratones está disponible comercialmente, sino que, por supuesto, deben ser tratados con un buen barniz resistente al agua antes de su uso. La velocidad de inicio se ajusta a 4 rpm, la velocidad de aceleración de 20 rpm / min. La velocidad máxima es de 40 rpm. Dos bridas evitar que el ratón dejando la varilla. Ellos son 30 cm de diámetro (esteprobablemente podría reducirse a 20 cm). Su separación se fija en 6 cm (máximo), pero puede ser necesario ajustar más pequeña para los ratones subadultos si tienden a girar alrededor de la varilla. 1.2 barras horizontales triples (Figura 3) Las barras están hechas de metal, 38 cm de largo, que se celebró 49 cm por encima de la superficie de la mesa por una columna de soporte de madera en cada extremo. Las columnas están fijadas a una base de madera pesada. Tres diámetros de las barras están disponibles: 2, 4 y 6 mm. La barra de 2 mm es el estándar que utilizamos, pero muchos ratones alcanzan la máxima puntuación en este. Por lo tanto, las barras de mayor diámetro se han incluido en un intento de refinar la prueba, ya que los ratones no pueden agarrar estos tan bien. 1.3 barras estáticas Cinco clavijas de madera o varillas de espesor variable (35 (barra 1), 28, 22, 15 y 9 (barra 5) mm de diámetro) cada 60 cm de largo se fijan por un G-abrazadera a un estante de laboratorio de tal manera que las varillas sobresalen horizontalmente en el espacio (Figura 4). El finde la barra, cerca de la banca tiene una marca de 10 cm del extremo, para denotar la línea de meta. La altura de las barras por encima del suelo es de 60 cm. Si se requiere una prueba más corta y menos detallada, utilice sólo los más grandes barras, más pequeños y media. Van Dellen et. Al 14 utiliza una sola vara para evaluar el progreso de la enfermedad de Huntington en ratones. 1.4 Barras paralelas Dos barras de acero paralelas 1 m de longitud y 4 mm de diámetro están fijados 30 mm (en sus centros) de separación por columnas de soporte de madera en sus extremos (Figura 5). Las barras son de 60 cm por encima del suelo. 2. Procedimiento Para todas las pruebas, llevar los ratones a la sala experimental 5-20 min antes de la prueba, para asegurarse de que esté completamente despierto. Como regla general, para permitir la recuperación de la fuerza muscular y el retorno a los niveles normales de la excitación, el resto de los ratones por un retorno a la jaula después de cada prueba del motor. &lt;/ P&gt; 2.1 rotarod Ajuste el rodillo giratorio con una velocidad inicial de 4 rpm, velocidad de aceleración de 20 rpm / min. Al pasar el cursor por la cola, y colocarlo en la barra giratoria, de espaldas a la dirección de rotación por lo que tiene que caminar hacia adelante para mantenerse en pie. Esto es más fácil de hacer si el ratón es llevado hacia la varilla en un ángulo de 45 ° debajo de la horizontal; intentar bajar el ratón desde arriba resultará en que la difusión de sus patas traseras y agarrar los bordes de las bridas. Liberar rápidamente el ratón cuando se está casi tocando la barra, justo delante de y por encima de las barras de punto muerto superior, lo que le permite agarrar fácilmente la varilla. Una técnica (probablemente más fácil y más fiable) es utilizar un (10-15 mm) espiga delgada. Sosteniendo el ratón en una mano, bajarlo a la espiga, en paralelo al eje largo. El pasador está inclinada con la cabeza hacia abajo del ratón sobre 30 ° para darle más tiempo para agarrar el rotarod una vez que se libera. Baje el ratón y el pasador entre los díase bridas de la varilla rotatoria, y una vez más de la rotación de la varilla del tire de los pasadores hacia abajo lejos de la del ratón, que sujete la varilla y caminar hacia delante. A los 10 segundos después de colocar el puntero del ratón sobre la barra, iniciar la aceleración (siempre y cuando el ratón está mirando hacia adelante: si no, espere hasta que se hace la cara hacia adelante antes de comenzar la aceleración), y tenga en cuenta la velocidad a la que el ratón se cae. Si se cae antes de 10 segundos, tenga en cuenta el momento de la caída y volver a intentarlo, hasta tres veces en total, registrando la velocidad a la primera caída después del punto 10 seg. Sin embargo, las caídas antes de 5 segundos, que se debe a una mala colocación por el experimentador no debe ser registrado. La velocidad media de caída es el dato, en lugar de utilizar la velocidad máxima, esto corrige para la práctica extra el ratón recibe durante las tiradas fallidas, que se supone ayudaría rendimiento. Por lo tanto un ratón que cae antes de 10 segundos una vez y luego se queda en hasta 12 rpm, las puntuaciones de segundo tiempo (4 12) / 2 = 8 rpm. Un ratón que cae dos veces y luegopermanecer durante 10 rpm puntajes (4 +4 +10) / 3 = 6 rpm. Si el ratón no se agarre en 10 segundos tres veces asignan una puntuación de 4 rpm. Un problema es que los ratones a veces dejan de caminar hacia adelante y agarrar la barra con firmeza en su lugar, para que pasivamente voltereta ronda, aunque la mayoría finalmente se caen. Por lo tanto, podría ser útil tener en cuenta también la velocidad cuando se produce la primera inversión. Una posible solución podría ser utilizar una varilla con un diámetro más grande o más crestas menos pronunciadas. 2.2 Las barras horizontales Dado que los ratones les resulta más fácil de comprender la estrecha barra de 2 mm, es recomendable probarlos primero en este caso. Al pasar el cursor por la cola, colocarlo en el banco delante del aparato, deslice rápidamente hacia atrás unos 20 cm (esto lo alinea perpendicular a la barra), rápidamente levantarla y dejar que agarre la barra horizontal en el punto central con sus patas delanteras solamente, y la liberación de la cola, que comienzan simultáneamente el cronómetro. Este cun ser difícil de lograr de manera eficiente, algunos ratones agarre mejor si la cola se libera repentinamente; si sienten que todavía están soportados pueden dejar de agarre. El punto de criterio es tanto una caída de la barra antes de que el ratón llega a una de las columnas de extremo de la barra, o el tiempo hasta la una pata toca una columna. Tiempo de la prueba máxima (hora de cierre) es de 30 seg. Si el ratón no puede agarrar la barra debidamente primera vez y esto parece ser atribuible a la técnica del experimentador, en lugar del ratón, inténtelo de nuevo (después de un breve descanso, mientras que uno o dos ratones se ponen a prueba) y no registrar este otoño. Si el ratón se cae antes de 5 segundos, y esto no se debe aparentemente a una mala colocación por el experimentador, repetir hasta tres veces en un intento de llegar a&gt; 5 puntaje sec. Si&gt; 5 segundos en el segundo intento, no hacer un tercer ensayo. Tome la mejor puntuación como el punto de referencia. Un ratón que no varias veces para sostenerse durante&gt; 5 seg puntajes sólo 1. Si se utiliza la versión de triple barra, si las puntuaciones del ratón 5 en este primer bar 2 mm que puede entonces ser probado en las barras más gruesas, después de un breve período de descanso, mientras que uno o dos ratones se ponen a prueba. El sistema de puntuación de las barras 4 y 6 mm es el mismo que el de la barra de 2 mm, y el resultado final es el total acumulado. Así, un ratón que anota 5 en la barra de 2 mm, pero se cae de la barra de 4 mm después de 13 seg puntuaciones 5 +3 = 8. 2.2.1 Hacer las barras horizontales: los dos primeros intervalos son menos de los dos últimos como una vez que los ratones han dominado inicialmente la tarea que son menos propensos a caer: La caída de entre 1-5 seg = 1 La caída de entre 6-10 segundos = 2 La caída de entre 11 a 20 segundos = 3 La caída de entre 21 a 30 segundos = 4 La caída a los 30 segundos = 5 Colocar una pata en un soporte de la barra sin caer = 5 NB como el uso opcional de barras 4 y 6 mm es una nueva adición a nuestro protocolo todavía no disponemos de una ampliaexperimentar con ellos. 2.3 barras estáticas Coloque el ratón en el extremo de la varilla de ancho (longitud de la nariz punta de la cabeza del extremo es ideal). Tomar dos medidas: tiempo de la orientación (tiempo necesario para orientar 180 ° desde la posición de partida hacia la plataforma) y el tiempo de tránsito (el tiempo necesario para viajar a la punta de la estantería (nariz más allá de la marca de 10 cm de la punta de la estantería de la varilla). Orientación depende del ratón permanecer en posición vertical, y si gira al revés y se aferra por debajo de la varilla, de manera arbitraria asignarlo (para fines estadísticos) la puntuación máxima orientación de 120 seg. No pruebe en barras más pequeñas, también el tiempo de tránsito se convierte en el valor máximo como un ratón que transita vertical es, obviamente, mejor coordinada que una que transita mientras colgaba de cabeza. Si, después de la orientación, el ratón se cae o se alcanza el tiempo de la prueba máxima (arbitrariamente fijado en 120 segundos) no probarlo en sbarras de Menores. Para fines estadísticos, los ratones se asignan asignan caída de 120 para que la varilla particular y para los subsiguientes, ya que se supone que se volverá a caer a partir de una varilla estrecha. Si el ratón se vuelve al revés, también se nota de este evento, para el tránsito de éxito, así como la orientación que debe permanecer en posición vertical sobre la barra. De lo contrario asignar la máxima puntuación. Retire el ratón después de que alcance el extremo de la varilla o caídas. Después de probar en una varilla de devolver el ratón a la jaula para descansar mientras se prueba otro ratón. A continuación, colóquelo en la siguiente barra de tamaño más pequeño y probarlo en la misma manera. Detener las pruebas si el ratón se cae una barra después de estar en él durante más de 5 segundos. Si se cayó en menos de 5 segundos reemplazarlo y permitir otro intento (como pertenecientes a 5 segundos podría ser debido a la colocación incorrecta por parte del experimentador), por un máximo de tres ensayos, y utilizar el mejor resultado. 2.4 Barras paralelas Coloque el ratón en tque el centro de las dos barras con su eje longitudinal perpendicular a la de las barras; ambas patas delanteras deben estar en una barra, las dos patas traseras en la otra barra. La puntuación es similar a la de las barras estáticas. Tome dos medidas: el tiempo necesario hasta que el ratón orienta 90 ° a la posición de inicio y el tiempo hasta que posteriormente llega a uno de los soportes extremos. Si el ratón se vuelve al revés, también se nota de este evento. En cuanto a las barras estáticas deben alcanzarse prueba, la orientación y el tránsito sin que se convierta al revés, de lo contrario el tiempo máximo que se adjudican. Es raro que los ratones razonablemente saludables a caer en menos de 5 segundos, y si esto sucede es probable que sea debido a la mala colocación. Por lo tanto descartar el resultado y volver a probar el ratón.

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El autor no tiene ningún conflicto de intereses a revelar.

El comportamiento se manifiesta en la acción, y la acción requiere de habilidades motoras, incluyendo la coordinación del cuerpo. Uno de los primeros experimentos en la historia del comportamiento de los animales fue realizada por Colin Stewart, estudiante de doctorado en la Universidad de Clark en los EE.UU. 11. Se midió la actividad de las ratas al ponerlos en un tambor y se contó el número de veces que se dio la vuelta. Este aparato temprana fue probablemente el precursor de funcionamiento de las ruedas y la prueba de rotarod utilizado actualmente, aunque en el aparato de Stewart la rata era el interior del tambor, el movimiento de las cuales fue impulsado por la rata, mientras que en el cilindro giratorio el animal camina sobre la parte exterior de un tambor giratorio o varilla que es accionado por motor. La varilla original utilizado por Dunham y Miya (1957) 7 tenía una velocidad establecida, pero las versiones actualmente aceleración (Jones y Roberts 1968) 9 disponibles. La desventaja de un rodillo giratorio de velocidad establecido es que algunos animales con mala coordinación se caen enel principio, mientras que para los que se quedan en la prueba comenzará pronto para medir la resistencia en lugar de la coordinación en sí. La distribución bimodal que resulta de los puntos de datos puede ser suficientemente anormal como para impedir el análisis paramétrico. Cuando se utiliza un rodillo giratorio acelerando, en particular si se acelera sólo cuando se alcanza un criterio de conjunto, tales como permanecer durante 10 seg,, es más probable que sea gaussiana de distribución de datos. La tasa de aceleración puede ser ajustada de modo que la fatiga del motor no juega un papel significativo en el rendimiento, es poco probable que sea marcadamente fatigado después de sólo 2-3 min de tiempo en el rodillo giratorio un ratón. La &quot;prueba de la cuerda&quot; 1 &quot;, prueba percha&quot; o la barra horizontal mide la fuerza y la coordinación de la extremidad anterior. Los dos epítetos citados se refieren a su desarrollo, originalmente se utilizaba una cadena, pero los autores señalaron que el rendimiento depende en gran medida de cómo se tensa la cuerda, por lo tanto, los futuros experimentadores utilizaron una barra de metal, a menudo una percha. Hemos encontrado que la capacidad de un ratón para agarrar la barra es inversamente proporcional a su diámetro, y hemos utilizado de forma estándar una barra de 2 mm. En la prueba de pesos (véase el protocolo JoVe &quot;Medición de la fuerza de ratones&quot;) el alambre muy fino de un colector de piel / escala hervidor de agua permite que los animales más fuertes para asegurar un buen agarre de tal manera que se pueden levantar más de su propio peso corporal. Sin embargo, el uso de barras horizontales de mayor diámetro puede ser una ventaja ya que la sensibilidad de la prueba mejora; con sólo una barra de 2 mm más normales C57BL / 6 ratones alcanzan el rendimiento techo. Por lo tanto hemos adoptado recientemente un aparato de tres barras, las barras pueden ser fácilmente intercambiados cuando se ajusten en las muescas cortadas en la parte superior de las columnas de soporte. Las barras se mantienen bajo tensión (especialmente importante para hacer que la barra rígida 2 mm), ya que sólo se ajustan a las muescas cuando los soportes están ligeramente extraerse juntos (como un arco largo y su cadena) (véase la Figura 3). Barras estáticas o vigas a menudo se han utilizadopara medir la coordinación, sino motivación adicional siempre fue utilizado para persuadir a los animales para atravesar la barra. Ellos negocian una viga horizontal para alcanzar una meta deseada, tal como la jaula de alojamiento, refugio de una luz brillante, o alimentos (si se ha hecho hambre). Sin embargo, en el curso de la investigación de este tipo de prueba, he descubierto que los ratones podrían espontáneamente dar la vuelta cuando se coloca en el extremo &quot;abierto&quot; de una barra en voladizo, y luego atravesarlo hasta llegar al extremo soportado. Esta técnica elimina la necesidad de una formación (necesaria en las variantes de prueba mencionados anteriormente) como la reacción innata de un ratón para ser colocado cerca del extremo de una varilla de elevada es tratar de alcanzar el extremo soportado. Esto no significa, por supuesto, eliminar el problema de que los cambios motivacionales pueden afectar al rendimiento, lo cual es siempre una posibilidad de este tipo de procedimiento. Túneles de cartón son muy utilizados en la actualidad para el hogar enriquecimiento ambiental jaula, pero sus desventajasvista en el contexto actual es que los animales, inevitablemente, se practicarán en equilibrio sobre cilindros que puede tambalearse sobre su eje longitudinal, imitando las habilidades necesarias para mantener el equilibrio sobre el rodillo giratorio. Así enriquecimiento jaula podría enmascarar un fenotipo conductual, un ejemplo es la mejora de la enfermedad de Huntington fenotipo mediante enriquecimiento 14. También los animales suelen caminar a lo largo del eje longitudinal de estos túneles, ya que al caminar a lo largo de una viga de estática elevada. Por eso construí un par de barras paralelas elevadas, y puse los ratones en el centro con las patas delanteras en una barra y las patas traseras en el otro, una situación que nunca hubieran encontrado antes. Los ratones tenían que llegar a los soportes extremos de las barras paralelas mientras permanece en posición vertical para pasar la prueba. Un dispositivo algo similar era una serie de barras paralelas colocadas en una jaula de ratón para evaluar el desarrollo de la tembladera inducida por disfunción motora 13. Hemos probado varios cientos deratones para el funcionamiento motor en Oxford. Estos habían recibido varios tratamientos, incluyendo agentes farmacológicos, o de transferencia pasiva del tejido (plasma) de los seres humanos, pero la mayoría de los animales modificados genéticamente. Algunos animales estaban más deteriorados de la fuerza de tareas de coordinación, otros al revés. Algunos ratones estaban más deteriorados en el rodillo giratorio que en sustratos estáticos, como las barras estáticas y barras paralelas, otros al revés. Así, el presente artículo y el protocolo adjunto Jove &quot;Medición de la fuerza en ratones&quot;) describe cómo caracterizar la forma en que diferentes tratamientos y mutaciones pueden afectar diferencialmente la función motora en ratones. Aparte de la varilla giratoria del aparato descrito aquí es sencillo, barato y particularmente adecuado para laboratorios no especializados para probar las habilidades motoras. Para el análisis de la marcha a escala fina, el sistema de pasarela es un sistema mucho más sofisticado que los métodos más antiguos, como convencer a un ratón para caminar a través de un baño de tinta y luego por una hoja de papel, pero es una expensive pedazo de aparato. Todas estas pruebas están diseñadas para medir la coordinación en lugar de la fuerza, si bien es necesario, simplemente para el ratón a utilizar sus extremidades, obviamente, un mínimo grado de tono muscular. Para la evaluación de la fuerza, el procedimiento pantalla invertida 10 es más adecuado, o, si se requiere una medición más gradual, la prueba de pesos o su automatizado bar-pull equivalente (descrito en JoVe protocolo de &quot;fuerza de medición en los ratones&quot;). La excepción es la prueba de barra horizontal, que requiere tanto la fuerza y ​​la coordinación para el funcionamiento con éxito.

measuring motor coordination in mice

Los ratones se utilizan cada vez en neurociencia conductual, reemplazando en gran medida las ratas como animales del conductista de elección. Antes de aspectos del comportamiento, tales como la emotividad o la cognición pueden ser evaluados, sin embargo, es vital para determinar si las capacidades motoras, por ejemplo de un ratón mutante o lesionado permiten este tipo de evaluación. El rendimiento en una tarea de laberinto que requiere fuerza y ​​la coordinación, tales como el laberinto de agua de Morris, bien podría verse afectada en un ratón por el motor, en lugar de cognitiva, deterioro, por lo que es esencial para diseccionar selectivamente el último de los primeros. Por ejemplo, sensoriomotora impedimentos causados ​​por se ha demostrado que los antagonistas NMDA perjudicar el rendimiento del laberinto de agua 2. La coordinación motora tradicionalmente se ha evaluado en ratones y ratas mediante la prueba de cilindro giratorio, en el que el animal es colocado en una barra horizontal que gira alrededor de su eje largo, el animal debe andar hacia adelante para permanecer en posición vertical y no caerse.Tanto la velocidad establecida y versiones aceleración del rotarod están disponibles. Los otros tres ensayos descritos en este artículo (barra horizontal, barras estáticas y barras paralelas) toda medida de coordinación en el aparato estático. La barra horizontal también requiere fuerza para un desempeño adecuado, sobre todo de las extremidades anteriores como el ratón inicialmente agarra la barra sólo con las patas delanteras. Las ratas adultas no se desempeñan bien en las pruebas, como las barras estáticas y barras paralelas (observación personal), aparecen menos coordinadas que los ratones. Sólo he probado las ratas macho, sin embargo, y los ratones machos parecen generalmente menos coordinada y que las hembras. Los ratones parecen tener una mayor resistencia: relación en peso que las ratas; el nombre latino, Mus musculus, parece totalmente apropiado. El rodillo giratorio, las variaciones de la prueba de falta de pie 12 o el (Noldus) 15 aparato de pasarela se utiliza generalmente para evaluar la coordinación motora en ratas.

Resultados Esperados Una varilla estática se utilizó originalmente para monitorear el progreso de la enfermedad de Huntington en ratones mutantes, con o sin enriquecimiento ambiental en sus jaulas de origen 14. El programa de enriquecimiento de retraso drásticamente la aparición de disfunción motora en la varilla, lo que fue acompañado de un retraso en el inicio de la pata trasera juntando, un signo general de deterioro neurológico. Tembladera de los ratones infectados mostraron una disminución en el rendimiento de barra horizontal de 16 semanas después de la inyección, en la prueba de rotarod de 18 semanas, y las varillas estáticos a partir de al menos 19 semanas 8 (no se realizó las pruebas anteriores). KATP canal subunidad Kir6.2 ratones KO fueron perjudicados en las varillas estáticas y la barra horizontal, pero no en el cilindro giratorio 4. Las lesiones del hipocampo no tuvieron efecto sobre cualquier medida de la capacidad del motor 5, pero los ratones 129S2/Sv fueron perjudicados en relación con la cepa C57BL / 6 en las varillas de rotarod y estática 3. C57BL/10 ratones también tenían el rendimiento del motor peor que C57BL / 6 ratones de 6, aunque no en la misma medida que los ratones 129S2/Sv. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/2609/2609fig1.jpg" /> Figura 1. El cilindro giratorio. <img alt="La figura 2" src="/files/ftp_upload/2609/2609fig2.jpg" /> Figura 2. Detalle de la varilla estriada del rodillo giratorio. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/2609/2609fig3.jpg" /> Figura 3. Las barras horizontales triples El bar se celebró en las muescas es la básica de 2 mm; uno. Tachuelas debajo de ella (sólo para fines de demostración) son las barras de 4 y 6 mm. En la práctica, sólo un bar a la vez se encaja en los soportes con muescas. <img alt = &quot;Figura 4&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/2609/2609fig4.jpg&quot; /&gt; La Figura 4. Un ratón que atraviesa una varilla estática. <img alt="La figura 5" src="/files/ftp_upload/2609/2609fig5.jpg" /> Figura 5. Un ratón sobre las barras paralelas. Relleno se ha omitido a efectos de demostración.

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Measuring Motor Coordination in Mice

Los protocolos se presentan establecidas dos tareas de coordinación motora, la barra de rodillo giratorio horizontal y la aceleración, también dos pruebas desarrolladas en Oxford recientemente, las barras estáticas y barras paralelas. Estas pruebas pueden detectar deficiencias motoras potencialmente de interés en su propio derecho, así como que son posibles variables en las pruebas de otras áreas de la conducta.

Medición de Coordinación motora en ratones

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

99.4K vistas.  University of Oxford. Los protocolos se presentan establecidas dos tareas de coordinación motora, la barra de rodillo giratorio horizontal y la aceleración, también dos pruebas desarrolladas en Oxford recientemente, las barras estáticas y barras paralelas. Estas pruebas pueden detectar deficiencias motoras potencialmente de interés en su propio derecho, así como que son posibles variables en las pruebas de otras áreas de la conducta.

Video: Measuring Motor Coordination in Mice

Assessment of Motor Balance and Coordination in Mice using the Balance Beam

Brain injury, genetic manipulations, and pharmacological treatments can result in alterations of motor skills in mice. Fine motor coordination and balance can be assessed by the beam walking assay. The goal of this test is for the mouse to stay upright and walk across an elevated narrow beam to a safe platform. This test takes place over 3 consecutive days: 2 days of training and 1 day of testing. Performance on the beam is quantified by measuring the time it takes for the mouse to traverse the beam and the number of paw slips that occur in the process. Here we report the protocol used in our laboratory, and representative results from a cohort of C57BL/6 mice. This task is particularly useful for detecting subtle deficits in motor skills and balance that may not be detected by other motor tests, such as the Rotarod.

Deficits in fine motor coordination can be assessed with the balance beam test. Performance on the beam is quantified by the speed at which the beam is traversed and the number of times the mouse slips on the beam.

Evaluación del equilibrio del motor y la coordinación en ratones utilizando la barra de equilibrio

Brain injury, genetic manipulations, and pharmacological treatments can result in alterations of motor skills in mice.  Fine motor coordination and ...

Investigación

Neurociencias

Measuring Circadian and Acute Light Responses in Mice using Wheel Running Activity

Circadian rhythms are physiological functions that cycle over a period of approximately 24 hours (circadian- circa: approximate and diem: day)1, 2. They are responsible for timing our sleep/wake cycles and hormone secretion. Since this timing is not precisely 24-hours, it is synchronized to the solar day by light input. This is accomplished via photic input from the retina to the suprachiasmatic nucleus (SCN) which serves as the master pacemaker synchronizing peripheral clocks in other regions of the brain and peripheral tissues to the environmental light dark cycle3-7. The alignment of rhythms to this environmental light dark cycle organizes particular physiological events to the correct temporal niche, which is crucial for survival8. For example, mice sleep during the day and are active at night. This ability to consolidate activity to either the light or dark portion of the day is referred to as circadian photoentrainment and requires light input to the circadian clock9. Activity of mice at night is robust particularly in the presence of a running wheel. Measuring this behavior is a minimally invasive method that can be used to evaluate the functionality of the circadian system as well as light input to this system. Methods that will covered here are used to examine the circadian clock, light input to this system, as well as the direct influence of light on wheel running behavior.

This article will review methods that can be used to determine circadian function and light responsiveness in mice.

Medición de las respuestas de luz circadianos y aguda en ratones con actividad rueda para correr

Circadian rhythms are physiological functions that cycle over a period of approximately 24 hours (circadian- circa: approximate and diem: day)1, 2.  They ...

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

In animals with large identified neurons (e.g. mollusks), analysis of motor pools is done using intracellular techniques1,2,3,4. Recently, we developed a technique to extracellularly stimulate and record individual neurons in Aplysia californica5. We now describe a protocol for using this technique to uniquely identify and characterize motor neurons within a motor pool.
This extracellular technique has advantages. First, extracellular electrodes can stimulate and record neurons through the sheath5, so it does not need to be removed. Thus, neurons will be healthier in extracellular experiments than in intracellular ones. Second, if ganglia are rotated by appropriate pinning of the sheath, extracellular electrodes can access neurons on both sides of the ganglion, which makes it easier and more efficient to identify multiple neurons in the same preparation. Third, extracellular electrodes do not need to penetrate cells, and thus can be easily moved back and forth among neurons, causing less damage to them. This is especially useful when one tries to record multiple neurons during repeating motor patterns that may only persist for minutes. Fourth, extracellular electrodes are more flexible than intracellular ones during muscle movements. Intracellular electrodes may pull out and damage neurons during muscle contractions. In contrast, since extracellular electrodes are gently pressed onto the sheath above neurons, they usually stay above the same neuron during muscle contractions, and thus can be used in more intact preparations.
To uniquely identify motor neurons for a motor pool (in particular, the I1/I3 muscle in Aplysia) using extracellular electrodes, one can use features that do not require intracellular measurements as criteria: soma size and location, axonal projection, and muscle innervation4,6,7. For the particular motor pool used to illustrate the technique, we recorded from buccal nerves 2 and 3 to measure axonal projections, and measured the contraction forces of the I1/I3 muscle to determine the pattern of muscle innervation for the individual motor neurons.
We demonstrate the complete process of first identifying motor neurons using muscle innervation, then characterizing their timing during motor patterns, creating a simplified diagnostic method for rapid identification. The simplified and more rapid diagnostic method is superior for more intact preparations, e.g. in the suspended buccal mass preparation8 or in vivo9. This process can also be applied in other motor pools10,11,12 in Aplysia or in other animal systems2,3,13,14.

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

In animals with large identified neurons (e.g. mollusks), analysis of motor pools is done using intracellular techniques1,2,3,4. Recently, we developed a technique to extracellularly stimulate and record individual neurons in Aplysia californica5. We now describe a protocol for using this technique to uniquely identify and characterize motor neurons within a motor pool.

Extracelularmente Identificar las neuronas motoras de un músculo en la piscina Motor<em&gt; Aplysia californica</em

In animals with large  identified neurons (e.g. mollusks), analysis of motor pools is done using  intracellular techniques1,2,3,4. Recently,  we developed ...

Measuring Changes in Tactile Sensitivity in the Hind Paw of Mice Using an Electronic von Frey Apparatus

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain perception in rodents. Withdrawal thresholds can be measured first at baseline and then following drug, venom, injury, allergen,&#160;or otherwise evoked inflammation by applying an accurate force on very specific areas of the skin. An electronic von Frey apparatus allows precise assessment of mouse hind paw withdrawal thresholds that are not limited by the available filament sizes in contrast to classical von Frey measurements. The ease and rapidity of measurements allow for incorporation of assessment of tactile sensitivity outcomes in diverse models of rapid-onset inflammatory and neuropathic pain as multiple measurements can be taken within a short time period. Experimental measurements for individual rodent subjects can be internally controlled against individual baseline responses and exclusion criteria easily established to standardize baseline responses within and across experimental groups. Thus, measurements using an electronic von Frey apparatus represent a useful modification of the well-established classical von Frey filament-based assays for rodent mechanical allodynia that may also be applied to other nonhuman mammalian models.

Electronic von Frey measurements are an effective and improved alternative to classical von Frey filaments, as they allow rapid and precise measurement of changes in rodent mechanical withdrawal thresholds to continuously applied pressure stimuli before and after an inflammatory event.

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of primary afferent fibers mediated by GABAergic axo-axonal synapses (primary afferent depolarization). The strength of primary afferent depolarization can be measured by recording of volume-conducted potentials at the dorsal root (dorsal root potentials, DRP). Pathological changes of presynaptic inhibition are crucial in the abnormal central processing of certain pain conditions and in some disorders of motor hyperexcitability. Here, we describe a method of recording DRP in vivo in mice. The preparation of spinal cord dorsal roots in the anesthetized animal and the recording procedure using suction electrodes are explained. This method allows measuring GABAergic DRP and thereby estimating spinal presynaptic inhibition in the living mouse. In combination with transgenic mouse models, DRP recording may serve as a powerful tool to investigate disease-associated spinal pathophysiology. In vivo recording has several advantages compared to ex vivo isolated spinal cord preparations, e.g. the possibility of simultaneous recording or manipulation of supraspinal networks and induction of DRP by stimulation of peripheral nerves.

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

GABAergic presynaptic inhibition is a powerful inhibitory mechanism in the spinal cord important for motor and sensory signal integration in spinal cord networks. Underlying primary afferent depolarization can be measured by recording of dorsal root potentials (DRP). Here we demonstrate a method of in vivo recording of DRP in mice.

Medición de la columna vertebral presináptica inhibición en ratones mediante la raíz dorsal de grabación Potencial<em&gt; En Vivo</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

The Neuromuscular Junction: Measuring Synapse Size, Fragmentation and Changes in Synaptic Protein Density Using Confocal Fluorescence Microscopy

The neuromuscular junction (NMJ) is the large, cholinergic relay synapse through which mammalian motor neurons control voluntary muscle contraction. Structural changes at the NMJ can result in neurotransmission failure, resulting in weakness, atrophy and even death of the muscle fiber. Many studies have investigated how genetic modifications or disease can alter the structure of the mouse NMJ. Unfortunately, it can be difficult to directly compare findings from these studies because they often employed different parameters and analytical methods. Three protocols are described here. The first uses maximum intensity projection confocal images to measure the area of acetylcholine receptor (AChR)-rich postsynaptic membrane domains at the endplate and the area of synaptic vesicle staining in the overlying presynaptic nerve terminal. The second protocol compares the relative intensities of immunostaining for synaptic proteins in the postsynaptic membrane. The third protocol uses Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) to detect changes in the packing of postsynaptic AChRs at the endplate. The protocols have been developed and refined over a series of studies. Factors that influence the quality and consistency of results are discussed and normative data are provided for NMJs in healthy young adult mice.

The neuromuscular junction (NMJ) is altered in a variety of conditions that can sometimes culminate in synaptic failure. This report describes fluorescence microscope-based methods to quantify such structural changes.

La unión neuromuscular: Medición Synapse Tamaño, fragmentación y los cambios en la densidad de proteína sináptica Uso confocal microscopía de fluorescencia

The neuromuscular junction (NMJ) is the large, cholinergic relay synapse through which mammalian motor neurons control voluntary muscle contraction. ...

Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice

Recording of the epidural electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) in small animals, like mice and rats, has been pivotal to study the homeodynamics and circuitry of sleep-wake regulation. In many laboratories, a cable-based sleep recording system is used to monitor the EEG and EMG in freely behaving mice in combination with computer software for automatic scoring of the vigilance states on the basis of power spectrum analysis of EEG data. A description of this system is detailed herein. Steel screws are implanted over the frontal cortical area and the parietal area of 1 hemisphere for monitoring EEG signals. In addition, EMG activity is monitored by the bilateral placement of wires in both neck muscles. Non-rapid eye movement (Non-REM; NREM) sleep is characterized by large, slow brain waves with delta activity below 4 Hz in the EEG, whereas a shift from low-frequency delta activity to a rapid low-voltage EEG in the theta range between 6 and 10 Hz can be observed at the transition from NREM to REM sleep. By contrast, wakefulness is identified by low- to moderate-voltage brain waves in the EEG trace and significant EMG activity.

The recording of electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) in freely behaving mice is a critical step to correlate behavior and physiology with sleep and wakefulness. The experimental protocol described herein provides a cable-based system for acquiring EEG and EMG recordings in mice.

Poligráfico Procedimiento de Grabación en medición del sueño en ratones

Recording of the epidural electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) in small animals, like mice and rats, has been pivotal to study the ...

Retrograde Neuroanatomical Tracing of Phrenic Motor Neurons in Mice

Phrenic motor neurons are cervical motor neurons originating from C3 to C6 levels in most mammalian species. Axonal projections converge into phrenic nerves innervating the respiratory diaphragm. In spinal cord slices, phrenic motor neurons cannot be identified from other motor neurons on morphological or biochemical criteria. We provide the description of procedures for visualizing phrenic motor neuron cell bodies in mice, following intrapleural injections of cholera toxin subunit beta (CTB) conjugated to a fluorophore. This fluorescent neuroanatomical tracer has the ability to be caught up at the diaphragm neuromuscular junction, be carried retrogradely along the phrenic axons and reach the phrenic cell bodies. Two methodological approaches of intrapleural CTB delivery are compared: transdiaphragmatic versus transthoracic injections. Both approaches are successful and result in similar number of CTB-labeled phrenic motor neurons. In conclusion, these techniques can be applied to visualize or quantify the phrenic motor neurons in various experimental studies such as those focused on the diaphragm-phrenic circuitry.

Here, we describe a protocol for identifying phrenic motor neurons in mice after intrapleural delivery of fluorophore conjugated cholera toxin subunit beta. Two techniques are compared to inject the pleural cavity: transdiaphragmatic versus transthoracic approaches.

Seguimiento Neuroanatomical retrógrada frénico de neuronas de Motor en ratones

Phrenic motor neurons are cervical motor neurons originating from C3 to C6 levels in most mammalian species. Axonal projections converge into phrenic ...

Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical areas of mice, which are useful for evaluating possible laterality deficits, as well as for assessing brain connectivity and coupling of neural network activities in rodents. The pathological mechanisms underlying Alzheimer&#39;s disease (AD), a common neurodegenerative disease, remain largely unknown. Altered brain laterality has been demonstrated in aging people, but whether or not abnormal lateralization is one of the early signs of AD has not been determined. To investigate this, we recorded bilateral LFPs in 3-5-month-old AD model mice, APP/PS1, together with littermate wild type (WT) controls. The LFPs of the left and right secondary motor cortex (M2), specifically in the gamma band, were more synchronized in APP/PS1 mice than in WT controls, suggesting a declined hemispheric asymmetry of bilateral M2 in this AD mouse model. Notably, the recording and data analysis processes are flexible and easy to carry out, and can also be applied to other brain pathways when conducting experiments that focus on neuronal circuits.

We present in vivo electrophysiological recording of the local field potential (LFP) in bilateral secondary motor cortex (M2) of mice, which can be applied to evaluate hemisphere lateralization. The study revealed altered levels of synchronization between the left and right M2 in APP/PS1 mice compared to WT controls.

Evaluación de la lateralización del hemisferio con registro de potencial de campo local bilateral en corteza motora secundaria de ratones

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of sciatic nerve injury rodent models. In this protocol, we describe a novel kinematic analysis method that uses a three-dimensional (3D) motion capture apparatus for functional evaluations using a rat sciatic nerve crush injury model. First, the rat is familiarized with treadmill walking. Markers are then attached to the designated bone landmarks and the rat is made to walk on the treadmill at the desired speed. Meanwhile, the posterior limb movements of the rat are recorded using four cameras. Depending on the software used, marker tracings are created using both automatic and manual modes and the desired data are produced after subtle adjustments. This method of kinematic analysis, which uses a 3D motion capture apparatus, offers numerous advantages, including superior precision and accuracy. Many more parameters can be investigated during the comprehensive functional evaluations. This method has several shortcomings that require consideration: The system is expensive, can be complicated to operate, and may produce data deviations due to skin shifting. Nevertheless, kinematic analysis using a 3D motion capture apparatus is useful for performing functional anterior and posterior limb evaluations. In the future, this method may become increasingly useful for generating accurate assessments of various traumas and diseases.

We introduce a kinematic analysis method that uses a three-dimensional motion capture apparatus containing four cameras and data processing software for performing functional evaluations during fundamental research involving rodent models.

Análisis cinemático 3D para la evaluación funcional en el modelo de rata de lesión de aplastamiento de nervios ciáticos

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...