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

Los siguientes métodos están de acuerdo con los protocolos aprobados por la Universidad de Texas en Austin y Illinois Wesleyan Animal Comités tenga cuidado y use. Se recomienda que los investigadores o bien usar guantes o tomar las precauciones adecuadas (lavarse las manos antes y después) cuando participan en la formación del comportamiento con cualquier animal de laboratorio. Se deben usar guantes al manipular animales en la preparación y durante la cirugía. 1. Habituación y la Alimentación Restricción NOTA: A medida que el RTPM es una tarea apetitiva, es beneficioso para restringir la cantidad y el momento de la alimentación antes del inicio de la formación con el fin de motivar la respuesta alcance y evitar la saciedad durante las sesiones de entrenamiento. <ol><li> Coloque los ratones en un horario de alimentación restringida a partir de al menos 1 semana antes del inicio de la capacitación de tareas. Pesar cada ratón antes de la aparición de la restricción de alimentos para establecer los pesos de alimentación libre, que son determinados como THe pesos de cada animal en el primer día de la alimentación restringida. <ol><li> Alimente los ratones una vez al día, con cada receptor de ratón ~ 2,5 g de alimento estándar para roedores por día (por ejemplo, si hay 4 ratones alojados en una jaula, la jaula recibirá 10 g de alimento al día). Asegúrese de alimentación se produce a la misma hora cada día, preferiblemente en el momento se espera que las sesiones de entrenamiento diario para concluir. </li><li> Pesar animales regularmente para asegurarse de que ningún ratón pierde más del 10% de su peso en periodo libre. NOTA: Ajuste las cantidades diarias de alimentos de acuerdo para promover el mantenimiento del peso adecuado. Los ratones suelen ganar peso a medida que maduran, incluso con los ratones de restricción alimentaria constantes permanecen en la restricción de alimentos durante la duración de la RTPM formación / evaluación. </li></ol></li><li> Exponer animales en trozos más pequeños de pasta (cortadas a 1,6 cm) en su jaula varias veces antes del entrenamiento con el fin de superar las respuestas neophobic. NOTA: Por lo general 5 a 10 días de exposición son suficientes, con cerca de 4 piezas por disposición del mouseded en cada alimentación. </li><li> Corte las piezas de pasta al tamaño (3,2 cm) usando una cuchilla de afeitar. NOTA: Se recomienda que el exceso de piezas de pasta se cortan antes de comenzar el entrenamiento del día y piezas utilizados almacenados en un recipiente hermético. La pasta Capellini se utiliza para llenar la matriz. Como las diferentes marcas de pasta varían en textura y diámetro, que podría influir en la estabilidad de la pasta en la matriz o la cantidad de fuerza necesaria para los ratones para romper la pasta, se recomienda que DeCecco de pasta marca se utiliza en toda la formación y las pruebas. </li><li> Coloque trozos de pasta sin cocer capellini en la matriz de la pasta, llenando todos los agujeros disponibles en la matriz (Figura 1A). </li><li> Habituar a los ratones a la cámara de pruebas con una matriz de pasta llena colocado delante (Figura 1A) y varias piezas de pasta para comer en la parte inferior de la cámara de pruebas. Habituar a ratones durante 3 sesiones de 5 a 10 min. NOTA: Los ratones no deben ser alentados a alcanzar para la pasta durante la habituacióncapacitación ción. Los ratones generalmente comienzan a mostrar interés en la pasta situada fuera de la cámara de llegar oliendo a él a través de la abertura. Es posible habituar a dos compañeros de jaula en una sola cámara, si se desea, pero los ratones debe ser formado y entrenado individualmente. Todas las superficies deben ser limpiadas con etanol al 70% o una solución desinfectante similares, caja de seguridad antes y después de cada animal se coloca en el aparato de comportamiento. </li></ol> 2. Conformación del Alcance <ol><li> Determinar extremidad preferida de cada animal mediante la conformación del alcance durante 3-5 ensayos de conformación una vez al día. Permitir que los ratones para llegar durante 10 minutos o un total de 10 veces, lo que ocurra primero. <ol><li> Coloque los ratones individualmente en la cámara de pruebas con una matriz de pasta completa en frente de la cámara como en el entrenamiento de habituación (Figura 1A). </li><li> Anote el número de tramos con cada extremidad, lo que denota el número de tramos con el derecho y las extremidades izquierda por separado. Definir un alcance como la extensiónde la extremidad a través de la abertura de alcanzar de tal manera que la muñeca rompe el plano de la cámara; no es necesario para el alcance que se dirige hacia o hacer contacto con la pasta. </li></ol></li><li> Mantenga varias piezas de pasta justo dentro de la cámara a través de la abertura de llegar a alentar los ratones que son reacios a alcanzar. Dibuja las piezas de pasta cuando el ratón muestra interés (por ejemplo, inhalación, morder), para animarles a llegar después de las piezas de pasta en retirada. Si los ratones no muestran inicialmente interés en la pasta seca, luego mojar las puntas de las piezas de pasta en una pequeña taza de agua tibia para hacerlos más apetecibles. </li><li> Determinar la preferencia extremidad cuando un ratón exhibe un mínimo de 70% de sus alcances diarias con una sola extremidad. No a un exceso de la forma de animales, ya que esto puede limitar la cantidad de aprendizaje observada durante la parte de la formación de las tareas que llegan a 17. Comenzar el entrenamiento RTPM una vez que se forman los ratones. NOTA: La formación puede iniciarse tan pronto como el next día, pero también es aceptable que esperar varios días entre la formación y los procedimientos de formación. </li></ol> Entrenamiento 3. Llegar <ol><li> Tren ratones una vez al día antes de insultar a fin de establecer el dominio sobre la RTPM. NOTA: Cada prueba consta de un máximo de 15 min o 100 tramos contabilizados por el observador (con y sin éxito), lo que ocurra primero. Los ratones están capacitados para alcanzar sólo con su miembro preferido. Ratones tolerarán dos ensayos por día si un paradigma de entrenamiento más intenso se desea 18. <ol><li> Coloque los ratones en la cámara de pruebas con una matriz de medio completo colocado delante (Figura 1B). Ratones tren para llegar sólo con su extremidad preferida rellenando sólo el lado contralateral de la matriz para la extremidad preferida puesto que los ratones llegan a través de la línea media de su cuerpo. Deja la parte de la matriz correspondiente a la extremidad unpreferred sin llenar con el fin de desalentar los intentos de alcanzar con esta parte (que no sería sUccessful porque no pueden llegar a la pasta) y animar a alcanzar sólo con la extremidad preferida. </li></ol></li><li> Coloque una pequeña cantidad de presión sobre la pasta mientras se encuentra en la matriz para ayudar a los ratones se rompen con éxito piezas durante las sesiones de formación temprana. No rompa las piezas de pasta para el ratón. Lograr esto mediante la celebración de una o dos piezas de pasta ligeramente detrás y perpendicular a la meta de llegar a lo previsto. Esta pequeña cantidad de apoyo ayuda a estabilizar la pasta fina, que es bastante flexible y difícil para los ratones para comprender lo que están aprendiendo inicialmente la tarea. </li><li> Anote el número total de tramos, el número de tramos de éxito, y la ubicación de alcances exitosos. Alcances exitosos requieren el ratón para llegar a través de la abertura, agarra un pedazo de pasta, y romper la pieza de pasta para quitarlo de la matriz. NOTA: pedazos de pasta no deben ser sustituidos en la matriz hasta después de la prueba ha terminado. A principios de entrenamiento, los ratones no se romperán muchos pedazos de pasta. </li><li> Ratones Tren en la RTPM a ser competente, que se define como al menos 3 días (y hasta 5 días) de un rendimiento constante (que se rompen en menos 9 piezas de pasta con no más de 2 más o menos piezas en días). Tarda a menudo entre 15 a 20 días para entrenar a los ratones adultos jóvenes a ser competente. </li></ol> 4. Formación de extremidades afectadas por Menos <ol><li> Capacitar a la extremidad inferior afectada (es decir, la extremidad unpreferred preoperatoria) que empezará cuatro días después de lesión isquémica de la corteza motora contralateral a la extremidad de llegar preferido (ver Figura 2 aclaraciones sobre las extremidades afectadas / preferido y less-affected/unpreferred) . Administrar sesiones una vez al día de 15 minutos o de formación 100-alcance. <ol><li> Retire la primera columna de la pasta (es decir, la columna vertical más medial que se extiende desde la abertura de llegar a) para la primera semana de la formación extremidad menos afectada-con el fin de garantizar que llega temprano con el miembro afectado no tienen éxito. </li><li&gt; ratones lugar en la cámara de llegar con la matriz de la mitad lleno colocado delante. Asegúrese de que el medio lleno de la matriz es opuesto de la pre-operatorio de llenado medio, lo que obligará a los ratones para llegar a ahora con la (unpreferred) extremidad menos afectada-. </li></ol></li><li> Anime a alcanzar con la extremidad inferior afectada reforzando extensión de esta extremidad a través de la abertura de llegar. Cuando los ratones se extienden de la extremidad inferior afectada en los primeros días de su lugar de entrenamiento, una pequeña (1/2 pieza) de la pasta en el piso de la cámara de llegar independientemente de si o no el alcance es exitoso. </li><li> Contar sólo los alcances realizados con la extremidad inferior afectada hacia el total alcance 100. No cuente intentos furtivos con la extremidad afectada hacia el número total de tramos. </li><li> Devuelva la columna vertical más medial de la pasta a la matriz después de los primeros 7 días de entrenamiento de miembros menos afectados. </li><li> Anote el número de tramos, el número de tramos de éxito, y la ubicación de succalcances essful. NOTA: Estos datos pueden ser analizados para observar las diferencias en los patrones de alcanzar con la extremidad menos afectada-, pero no se ha informado anteriormente. </li></ol> Análisis 5. Alcanzar Determinar el impacto de los afectados por el menor uso de las extremidades en la recuperación de la función del miembro afectado mediante la evaluación de la extremidad afectada en la tarea RTPM siguiente entrenamiento de miembros menos afectados. Esta evaluación se produce después de que el número deseado de días de formación extremidad menos afectadas son completos (normalmente 14 días). <ol><li> Coloque la matriz en frente de la cámara, orientada de forma idéntica a los procedimientos de formación (es decir, con la mitad de la matriz contralateral a la extremidad preferida lleno). NOTA: Esto obliga a los ratones para llegar con su afectada (y previamente preferido) extremidad. </li><li> Anote el número total de tramos, el número de tramos de éxito, y la ubicación de alcances exitosos para comparar con los niveles de rendimiento pre-accidente cerebrovascular. No pruebe el rendimiento deel miembro afectado durante el entrenamiento de miembros menos afectados-ya que estas sondas extremidad afectada puede funcionar como sesiones de formación que podrían afectar a la recuperación de la extremidad afectada. </li></ol>

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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+examination+of+structural+and+functional+remapping+in+the+mouse+photothrombotic+stroke+model.">Multimodal examination of structural and functional remapping in the mouse photothrombotic stroke model.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 33 (5), 716-723 (2013).</li><li>Liu, Z., Chopp, M., Ding, X., Cui, Y., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+remodeling+of+the+corticospinal+tract+in+the+spinal+cord+contributes+to+voluntary+motor+recovery+after+stroke+in+adult+mice.">Axonal remodeling of the corticospinal tract in the spinal cord contributes to voluntary motor recovery after stroke in adult mice.</a> Stroke. 44 (7), 1951-1956 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

El RTPM representa una forma sencilla, cuantitativa para evaluar el rendimiento de alcanzar expertos en ratones. Aunque mucho tiempo, es posible que los estudiantes previamente sin experiencia para ser entrenados para recoger datos fiables y reproducibles, con sólo unas pocas sesiones de entrenamiento. La tarea es lo suficientemente sensible como para medir incluso pequeños cambios en el rendimiento de las habilidades motoras del ratón siguientes insulto isquémico 3, 13, 15, y una serie de estudios de cit...

Los modelos de ratón se han convertido en cada vez más popular para la investigación experimental accidente cerebrovascular debido en parte a su conveniencia y el precio, así como la disponibilidad de líneas transgénicas que son adecuados para imágenes in vivo entre otras aplicaciones. Con este aumento de la popularidad en los modelos experimentales, el interés en el desarrollo de las evaluaciones de comportamiento sensibles del resultado funcional después de una lesión también ha aumentado 1-7. El desarrollo de protocolos de entrenamiento de animales que imitan tanto la rehabilitación y estrategias de compensación utilizado por sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares humanos mejora la capacidad de traducir con éxito los resultados de estudios experimentales en animales para su uso en la clínica 8. Entrenamiento en habilidades de motor en la Matriz de Pasta Alcanzar Task (RTPM) se ha establecido previamente como una evaluación de comportamiento sensible de resultados habilidad motora tras una lesión isquémica de la corteza sensoriomotora 3. Uno de los intereses primarioss en el accidente cerebrovascular preocupaciones investigación rehabilitación y el desarrollo y la comprensión de las estrategias de comportamiento que promuevan la mejora de la recuperación de la función siguiente insulto. Actualmente, las estrategias de rehabilitación en los seres humanos como resultado incompleta 8 de recuperación. Además, los terapeutas de rehabilitación deben combatir las estrategias compensatorias que sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares se desarrollan durante la recuperación que pudiera afectar a su capacidad de funcionamiento de su extremidad afectada (s) recuperar totalmente. Por ejemplo, a raíz de un derrame cerebral unilateral que afecta la función de las extremidades superiores, los seres humanos tienden a desarrollar una confianza en su extremidad inferior afectada por el 9, 10. Al tiempo que mejora la capacidad de una persona para funcionar en el corto plazo, esto aprendió la falta de uso de la extremidad afectada puede impedir su máximo potencial de recuperación, como se ha demostrado en modelos animales 11-13. Estos hallazgos en animales han ayudado a informar sobre el desarrollo y el uso de la terapia de movimiento inducido por restricción en el ser humano 14. Los modelos animales son benefil para la mejora de las estrategias de rehabilitación, al permitir a los investigadores a explorar los mecanismos neurobiológicos que subserve y promover la recuperación de la función. Además de ser una evaluación de la conducta efectiva de la función después del accidente cerebrovascular, el RTPM se ha establecido como una estrategia de rehabilitación efectiva de promover un mejor resultado funcional después del accidente cerebrovascular sensoriomotora 15. El RTPM también se puede utilizar para la no utilización efectiva mímica aprendido de la extremidad afectada y por lo tanto ofrecen una idea de la manipulación del comportamiento que pueden mejorar la recuperación funcional pese inicial exceso de confianza en la extremidad inferior afectada-13. Construcción de la RTPM se ha descrito previamente 3. En pocas palabras, la cámara de llegar se compone de cuatro paredes de plexiglás (20 cm de alto, 15 cm de largo y 8,5 cm de ancho) con una parte superior abierta y la parte inferior. Hay una hendidura central (13 cm de altura y 5 mm de ancho) que se extiende desde la base inferior de la pared frontal de la cámara que sirvecomo la abertura de alcanzar (Figura 1A). La matriz de la pasta es un bloque de plástico de alta resistencia (8,5 cm de largo, 5 cm de ancho y 1,5 cm de altura) con agujeros de diámetro 1 mm perforados por completo a través de la profundidad del bloque. Hay un total de 260 agujeros, comenzando 2 mm desde la ventana de llegar con 2 mm entre cada agujero (fig. 1B). La matriz de la pasta está diseñado de tal manera que, piezas de pasta secas orientadas verticalmente se extienden a través de toda la profundidad de la fase de matriz con aproximadamente la mitad de la pieza de pasta expuesta. Una pieza extraíble de plástico encima de la cabeza o cartulina se debe cortar a tamaño y asegurado con cinta adhesiva a la parte inferior de la matriz. Esto evita que las piezas de pasta de caer fuera de la matriz durante el transporte y permite una fácil extracción de las piezas de pasta rotos. El RTPM es un ensayo de comportamiento versátil y sensible que permite experimentadores para recoger datos de los resultados precisos y manipular el uso del miembro para imitar fenómenos clínicos. Como o de comportamientoESULTADO medida, la RTPM permite experimentadores para recoger datos de comportamiento que refleja con más precisión la eficacia de una estrategia de rehabilitación que hace la medida tradicional de tamaño del infarto 3, 16. Como la manipulación del comportamiento, la RTPM permite experimentadores para controlar el uso de las extremidades superiores en los ratones en los fin de imitar las experiencias clínicas de rehabilitación (es decir, formación extremidad afectada) o no uso aprendido (es decir, la formación extremidad inferior afectada). Cuando se combina con métodos neuroanatómicos, el RTPM proporciona a los investigadores una oportunidad para explorar los mecanismos que apoyen la recuperación del comportamiento de la función o de la plasticidad de mala adaptación tras el uso del miembro compensatoria después del accidente cerebrovascular. El RTPM podría aplicarse además a otros modelos murinos de lesión cerebral y el deterioro de las extremidades superiores, tales como lesión cerebral traumática. Otra ventaja de la RTPM es su asequibilidad. El equipo requerido para la tarea puede ser construido bastante razonable en casa, la recopilación de datos haceno requiere una gran cantidad de espacio o los recursos financieros, y la tarea es bastante simple para los estudiantes de pregrado para recoger datos de forma fiable. Además, el RTPM es sensible a incluso pequeños déficits de comportamiento 3, 13. Este protocolo proporciona una manera simple y eficaz para evaluar el aprendizaje de habilidades motoras, promover la recuperación conductual después de una lesión, y los fenómenos de no uso aprendido imitan en un modelo murino de accidente cerebrovascular establecido.

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

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

Los modelos de ratón se han convertido cada vez más popular en el campo de la neurociencia conductual, y, específicamente, en los estudios sobre el accidente cerebrovascular experimental. Como modelos de antelación, es importante el desarrollo de medidas de comportamiento sensibles específicos para el ratón. El presente protocolo describe una tarea motora especializada para su uso en modelos de ratón de un derrame cerebral. The Matrix Pasta Alcanzar funciones de tareas como un ensayo de comportamiento versátil y sensible que permite experimentadores para recoger datos de los resultados precisos y manipular utilización extremidad para simular fenómenos clínicos en humanos, incluyendo estrategias compensatorias (es decir, aprendido no uso) y se centró la formación de rehabilitación. En combinación con las herramientas neuroanatómicos esta tarea también permite a los investigadores a explorar los mecanismos que apoyan la recuperación de comportamiento de la función (o falta de ella) después de derrame cerebral. La tarea es simple y asequible para configurar y conducta, ofreciendo una variedad de opciones de formación y las pruebas para numerosas preguntas de investigación relativas a functional resultado después de una lesión. Aunque la tarea se ha aplicado a modelos de ratón de accidente cerebrovascular, sino que también puede ser beneficioso en los estudios de resultado funcional en otros modelos de lesión de las extremidades superiores.

Los resultados del análisis de RTPM deben incluir el número de piezas de pasta roto y el patrón de partes más exitosos. Los resultados de los ratones con lesiones corticales sensoriomotoras indican que el insulto isquémico afecta tanto el número de tramos de éxito, así como los patrones de alcance físico 3, 19, como se muestra en la Figura 3A. Cambios en el patrón de representación se pueden observar en la Figura 3B. La capacidad de la RTPM para imitar los efectos ...

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

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

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

Compensatoria Limb Uso y Evaluación del Comportamiento de Aprendizaje de habilidad motora después de Lesiones de la corteza sensoriomotora en un modelo de ratón del ictus isquémico

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

11.3K vistas.  Illinois Wesleyan University. Mouse models have become increasingly popular in studies of behavioral neuroscience. As models advance, it is important to develop sensitive behavioral measures specific to the mouse. This protocol describes the Pasta Matrix Reaching Task, which is a skilled motor task for use in mouse models of stroke.

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

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

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

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

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

Evaluación de la función sensoriomotora en modelos de ratón de la enfermedad de Parkinson

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

Investigación

Comportamiento

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food deprivation, and may introduce scent cue confounds. The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs. Specifically, subjects are required to avoid the arms previously used for escape during each testing day (working memory) as well as avoid the fixed arms, which never contain escape platforms (reference memory). Re-entries into arms that have already been used for escape during a testing session (and thus the escape platform has been removed) and re-entries into reference memory arms are indicative of working memory deficits. Alternatively, first entries into reference memory arms are indicative of reference memory deficits. We used this maze to compare performance of rats with neonatal brain injury and sham controls following induction of hypoxia-ischemia and show significant deficits in both working and reference memory after eleven days of testing. This protocol could be easily modified to examine many other models of learning impairment.

The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs.

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

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

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

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

Estudio Motor Habilidad Aprendizaje por Casa de pellets Tareas Llegar en ratones

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

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

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

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

Evaluación del Comportamiento del Envejecimiento Ratón Sistema Vestibular

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

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

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

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

Evaluación experimental de ratón sociabilidad Utilizando un enfoque de procesamiento de imágenes automatizado

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

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

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

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

Combinado de traslado-Box Entrenamiento con electrofisiológico corteza Grabación y estimulación como una herramienta para estudiar la percepción y aprendizaje

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

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

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

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

La investigación de los procesos de aprendizaje de habilidades motoras con una robótica Manipulandum

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

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

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

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

Con una cinta de cinturón de Split para evaluar la generalización de la adaptación humana Aparato Locomotor

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

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

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

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

Detección de déficits conductuales en ratas después de la lesión cerebral traumática

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

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

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

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

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

El "Motor" motor implícito la secuencia de aprendizaje: tiempo de reacción Serial pie-caminar tarea

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