ברצוננו להודות מימון ממשימת Connect, פרויקט של קרן TIRR (CES וZZK), קרן קרייג נילסן (CES) וNSF בוגר מחקר אחוות (# גרנט: 2011112479 לSAG).

נהלי כל החיה נעשו בהתאם לפרוטוקולים שאושרו עם IACUC הפנימי באוניברסיטת טקסס באוסטין ותחת המכון הלאומי לבריאות הנחיות (NIH). בעלי חיים המשמשים במחקר זה היה פציעת חבלה לרוחב C3/C4 באמצעות אינסופי אופק Impactor, או מודל C3/C4 רוחב hemisection וניתן ליישם שיטות אלה באופן רחב יותר למודלים אחרים 18. אנו ממליצים לחוקרים לבחון את בעלי חיים ל2 שבועות לפני פציעה, 3 ימים לאחר פציעה ובאופן קבוע (לדוגמא בשבוע) למשך תקופת המחקר. בעת ביצוע בדיקות התנהגותיות על בעלי חיים לאחר ניתוח, במיוחד בשלושה ימים שלאחר ניתוח, יש להקפיד שבעלי החיים התאוששו מספיק מהניתוח וכי נהלי בדיקות התנהגותיות לא לגרום לכאב או מתח נוספים לבעלי החיים. באופן כללי, 2-3 שבועות של טיפול ובדיקה מוקדמת עשויים להיות נחוצים לפני הניתוח. זה כרוך מקבל את החיה נוחה לסביבת בדיקות על ידי טיפול בהם באופן דומה לאופן שהם יטופלו במהלך בדיקה, כמו גם לאפשר החיה כדי לנוע בחופשיות על משטח הבדיקה. כמו כן, חשוב לקבל את החיה הרגילה שהחזיק, זה יכול להיעשות על ידי העברת בעלי החיים ובסמוכים לפני שטח הבדיקות בתנועות הלא ישירות להסתגל בעלי החיים לטיפול. כמו כן, חשוב להירגע החיות בתחילת ובין פגישות בדיקה. להירגע בעלי החיים, להחזיק את בעלי החיים על שולחן בעמדת נושאת forelimb בלבד, בעמדת &quot;מריצה&quot; ולהקפיץ את החיה בעדינות על השולחן ומאפשר forelimbs לגעת במשטח. זה מלמד את בעלי החיים לחוש מתחתיהם למשטח יציב והוא צעד חשוב והכרחי בהליך משום שהיא מבטיחה שבעלי החיים רגועים לפני הבדיקה מתחילה. 1. מבחן שלב התחלפות forelimb <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיכום מבחן: הנח את החיות עם שני forelimbs נוגע בשולחן כדי לקבוע אם הם להחליף את השימוש בforelimbs שלהם. הזז את העכבר קדימה, הסטת מרכז כובד שלהם, מאלץ אותם לנסות לשלב. מבחן זה חוזר על עצמו ארבע פעמים עם כל בעלי חיים, ואם יכולת מופעי בעלי חיים חלופיים ב, או גבוה יותר, 75%, זה נחשב לאלטרנטור. זוהי משימה תנועה מאולצת, ולכן בעלי חיים שנחשבים בלתי אלטרנטור יהיה צעד שוב ושוב עם אותו forelimb. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להחזיק בעלי חיים על שולחן בעמדת נושאת משקל-forelimb בלבד, בעמדת &quot;מריצה&quot; עם הגוף בכמעט 90 ° משולחנם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שבעלי החיים נראים רגועים, לדחוף את החיה קדימה כדי לנוע לאורך פני השטח של השולחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע ולהקליט אם מחליפי החולדה להשתמש של forelimbs תוך כדי התנועה על פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב ולהקליט forelimb שיזם את התנועה ואם החיה יכולה חלופית או לא on גיליון Forelimb שלב לסירוגין בציון מבחן (בתנאי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על בדיקה זו לפחות פעמיים תוך החזקת בעלי החיים ביד אחת (ביד ימין או שמאל). חזור על פעולה לפחות פעמיים שוב תוך החזקת בעלי החיים ביד השנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם חולדות הראו את היכולת הזו, צעד לסירוגין יכול להיבדק שוב על ידי החדרת לחכות 5 שניות אחרי הצעד הראשון כדי לקבוע אם הדפוס של התחלפות נשאר לאחר עיכוב. שים לב לתוצאות ורשומים בגיליון הציון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדיקה זו יכולה להיות בשימוש יומיומי, ומומלצת שהחיות להיבדק לפחות הפעם בשבוע לניסוי צעדים חוזר ונשנה. </li></ol> הערה: חשוב להחליף מיקום היד של הנסיין שכן הוא עלול להשפיע על התחלפות התנהגותם של בעלי החיים המבחן. גיליון ציון שלב ההתחלפות סיפק ניתן להשתמש כדי לציין את עמדת כפה ולהשתמש בן במהלך צעידה. למרות שאנחנו לא שולבו נתונים אלה לשיטת הניקוד שלנו כרגע (יש לנו רקמצב לסירוגין בשימוש לקבוצת בעלי החיים lesioned במחקר הנוכחי), משתמשים יכולים בקלות כוללים נתוני מיקום כפה כחלק מהניתוח בהתאם לפרויקט הספציפי. 2. מבחן חוסר יציבות בעמידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיכום מבחן: למבחן התנהגות זו, מחזיק חולדות במצב דומה כמו למבחן התחלפות forelimb, לעומת זאת, כל אחד forelimb צריך להיבדק לגופו. השולחן צריך להיות מכוסה בנייר זכוכית (מס &#39;220) למניעת החלקה, מרענן, או גרירה של forelimbs במהלך הבדיקה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בבדיקה זו, את המרחק שלוקח לבעלי החיים כדי לקחת צעד עם נבחן forelimb לחזור לאיזון שלו יירשם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעלי חיים בתוך קבוצת לימוד צריכים להיות כ ההבדלים גדולים כמו אותו משקל, גודל וגיל במשקל גוף יכולים לגרום לשינוי במרחק קו הבסיס הדרוש לשמירה על מרכז כובד לבעלי חיים ניתנו 19. קבוצת דמה צריכה להיותכלל תוך שימוש בבור כדי לוודא ששינויים בהתנהגותם בשל התחדשות או התאוששות ולא בגיל ועלייה במשקל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להחזיק בעלי חיים על שולחן בעמדה נוחה ויאפשר לשני forelimbs להגיע אל פני השטח, בבעלי החיים צריכים בנוחות להיות בעמדה &quot;מריצה&quot; עם הגוף בכמעט 90 ° משולחנם. שים לב כי חשוב להחזיק בעלי החיים במצב אנכי יותר. זה יאפשר מרחק עקבי יותר הדרוש כדי לעורר צעד כדי להחזיר את מרכז כובד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קל לרסן forelimb אחד נגד גופו של בעל החיים וליישר את אפו של העכברוש עם קו האפס כמבט מלמעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את העכבר קדימה. זה יעבור במרכזו של בעל החיים כובד קדימה מגרה את בעלי החיים לצעד כדי להחזיר את האיזון שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקליט את המיקום החדש של האף לאחר צעדי עכברוש פעמיים ולהשתמש בממוצע של שני צעדים אלה כמרחק דרוש כדי לעורר צעד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדוק כל forelimb 5x באופן עצמאי, מביא את בעלי החיים בחזרה למיקום 0 ולוודא שבעלי החיים ממשיכים להיות רגועים בידיו של הנסיין לפני שתמשיך, כדי להבטיח תוצאות עקביות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיא במבחן יציבת חוסר יציבות (PIT) גיליון ציון, בתנאי. בדיקה זו יכולה להתבצע ביום, ומומלץ שבעלי החיים שנבדקו לפחות הפעם בשבוע למשך תקופת הניסוי. </li></ol> 3. מבחן טיפול פסטה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיכום בדיקה: השתמש במבחן הזה כדי לקבוע את הזמן שנדרש כדי לאכול חתיכה של פסטה והעדפת הכפה במהלך אכילת פסטה. בבדיקה זו, השתמש 4.0 גדילי סנטימטר של פסטה יבשה (ספגטי הדק; קוטר ~ 1.6 מ&quot;מ). הבדיקה צריכה להינתן בערך באותו הזמן בכל יום בדיקה. מכרסמים בדרך כלל לאכול פסטה יבשה בקלות, עם זאת, 4-6 שעות של נסיגת מזון מומלצת לפני הבדיקה אם זה לא מתרחש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צריכים להיות רכש מדידות בסיס 1-2 שבועות לפנילפציעה. לפני הקלטות תחילת המחקר, יש לתת חולדות את אותו הסוג של פסטה בכלוב בבית שלהם כדי להכין אותם לבדיקה. לאחר מכן, לאפשר החולדות לאכול פסטה בתא בדיקה ולהקליט את הזמן לאכול פסטה. חתיכות פסטה צריכה להיות ממוקמות בקדמת חדר הבדיקות שבו השימוש בforelimbs ניתן להבחין בקלות. כל מפגש אכילת פסטה צריך לכלול לאכול לפחות שלוש חתיכות של פסטה. חולדות נחשבות בקיאים באכילת פסטה אם זמן אכילת הפסטה שלהם עולה בקנה אחד לפחות 3 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדרכת החולדות לאכילת פסטה באופן עקבי בתא הבדיקה, הנח חולדות בחדרי הקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים חתיכות פסטה על הרצפה ליד החלק הקדמי של חדר הבדיקות ולהקליט זמן לאכול חתיכת הפסטה, forelimbs בשימוש, ואת עמדותיהם של forelimbs, כפי שניתן לראות בגיליון ציון הטיפול בפסטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדיקה זו יכולה להתבצע ביום, אך מומלץ לבצע אותו שבועי תוך התבוננות במשקלם של בעלי החיים כמו to לא נגמר להאכיל את בעלי החיים. </li></ol> הערה: גיליון ציון טיפול פסטה מספק שטח כדי להקליט זמן לאכול פסטה ושימוש כפה, בדומה לנתונים שנכללו במחקר זה. גם יש לנו כלל אזורים לרשום פרטים נוספים של שימוש כפה במהלך אכילת מפגש פסטה, כגון מיקום כפה.

<ol>
	<li>Anderson, K. D., Abdul, M., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+deficits+and+recovery+of+forelimb+motor+function+after+cervical+spinal+cord+injury+in+mice.">Quantitative assessment of deficits and recovery of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in mice.</a> Exp Neurol. 190, 184-191 (2004).</li><li>Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+forelimb+motor+function+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats:+relationship+to+the+corticospinal+tract.">Quantitative assessment of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in rats: relationship to the corticospinal tract.</a> Exp Neurol. 194, 161-174 (2005).</li><li>Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+pathways+involved+in+the+control+of+forelimb+motor+function+in+rats.">Spinal pathways involved in the control of forelimb motor function in rats.</a> Exp Neurol. 206, 318-331 (2007).</li><li>Anderson, K. D., 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=Forelimb+locomotor+assessment+scale+(FLAS):+novel+assessment+of+forelimb+dysfunction+after+cervical+spinal+cord+injury.">Forelimb locomotor assessment scale (FLAS): novel assessment of forelimb dysfunction after cervical spinal cord injury.</a> Exp Neurol. 220, 23-33 (2009).</li><li>Ballermann, M., Metz, G. A., McKenna, J. E., Klassen, F., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pasta+matrix+reaching+task:+a+simple+test+for+measuring+skilled+reaching+distance,+direction,+and+dexterity+in+rats.">The pasta matrix reaching task: a simple test for measuring skilled reaching distance, direction, and dexterity in rats.</a> J Neurosci Methods. 106, 39-45 (2001).</li><li>Cao, Y., 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=Nogo-66+receptor+antagonist+peptide+(NEP1-40)+administration+promotes+functional+recovery+and+axonal+growth+after+lateral+funiculus+injury+in+the+adult+rat.">Nogo-66 receptor antagonist peptide (NEP1-40) administration promotes functional recovery and axonal growth after lateral funiculus injury in the adult rat.</a> Neurorehabil Neural Repair. 22, 262-278 (2008).</li><li>Dai, 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=Delayed+rehabilitation+with+task-specific+therapies+improves+forelimb+function+after+a+cervical+spinal+cord+injury.">Delayed rehabilitation with task-specific therapies improves forelimb function after a cervical spinal cord injury.</a> Restorative Neurology and Neurosciencel. 29, 91-103 (2011).</li><li>Dai, 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=Activity-based+therapies+to+promote+forelimb+use+after+a+cervical+spinal+cord+injury.">Activity-based therapies to promote forelimb use after a cervical spinal cord injury.</a> J Neurotrauma. 26, 1719-1732 (2009).</li><li>Gensel, J. C., 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=Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats.">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).</li><li>Gharbawie, O. A., Whishaw, P. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+topography+of+three-dimensional+exploration:+a+new+quantification+of+vertical+and+horizontal+exploration,+postural+support,+and+exploratory+bouts+in+the+cylinder+test.">The topography of three-dimensional exploration: a new quantification of vertical and horizontal exploration, postural support, and exploratory bouts in the cylinder test.</a> Behav Brain Res. 151, 125-135 (2004).</li><li>Kim, D., 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=Transplantation+of+genetically+modified+fibroblasts+expressing+BDNF+in+adult+rats+with+a+subtotal+hemisection+improves+specific+motor+and+sensory+functions.">Transplantation of genetically modified fibroblasts expressing BDNF in adult rats with a subtotal hemisection improves specific motor and sensory functions.</a> Neurorehabil Neural Repair. 15, 141-150 (2001).</li><li>Liu, Y., 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=Transplants+of+fibroblasts+genetically+modified+to+express+BDNF+promote+regeneration+of+adult+rat+rubrospinal+axons+and+recovery+of+forelimb+function.">Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function.</a> J Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).</li><li>Metz, G. A., 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=Cortical+and+subcortical+lesions+impair+skilled+walking+in+the+ladder+rung+walking+test:+a+new+task+to+evaluate+fore-+and+hindlimb+stepping,+placing,+and+co-ordination.">Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination.</a> J Neurosci Methods. 115, 169-179 (2002).</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> J Neurosci Methods. 36, 219-228 (1991).</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>Schallert, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+extinction:+distinguishing+between+sensorimotor+and+motor+asymmetries+in+rats+with+unilateral+nigrostriatal+damage.">Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage.</a> Pharmacol Biochem Behav. 16, 455-462 (1982).</li><li>Schrimsher, G. W., Reier, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+motor+performance+following+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+the+rat.">Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat.</a> Exp Neurol. 117, 287-298 (1992).</li><li>Woodlee, M. T., Kane, J. R., Chang, J., Cormack, L. K., Schallert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+function+in+the+good+forelimb+of+hemi-parkinson+rats:+compensatory+adaptation+for+contralateral+postural+instability?.">Enhanced function in the good forelimb of hemi-parkinson rats: compensatory adaptation for contralateral postural instability?.</a> Exp Neurol. 211, 511-517 (2008).</li><li>Khaing, Z. Z., 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=Assessing+forelimb+function+after+unilateral+cervical+spinal+cord+injury:+novel+forelimb+tasks+predict+lesion+severity+and+recovery.">Assessing forelimb function after unilateral cervical spinal cord injury: novel forelimb tasks predict lesion severity and recovery.</a> J Neurotrauma. 29, 488-498 (2012).</li><li>Allred, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vermicelli+handling+test:+a+simple+quantitative+measure+of+dexterous+forepaw+function+in+rats.">The vermicelli handling test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats.</a> J Neurosci Methods. 170, 229-244 (2008).</li><li>Tennant, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vermicelli+and+capellini+handling+tests:+simple+quantitative+measures+of+dexterous+forepaw+function+in+rats+and+mice.">The vermicelli and capellini handling tests: simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice.</a> J Vis Exp. , e2076 (2010).</li><li>Ballion, B., Morin, D., Viala, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+locomotor+generators+and+quadrupedal+locomotion+in+the+neonatal+rat.">Forelimb locomotor generators and quadrupedal locomotion in the neonatal rat.</a> The European journal of neuroscience. 14, 1727-1738 (2001).</li><li>Ho, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythmic+motor+activity+and+interlimb+co-ordination+in+the+developing+pouch+young+of+a+wallaby+(Macropus+eugenii.">Rhythmic motor activity and interlimb co-ordination in the developing pouch young of a wallaby (Macropus eugenii.</a> The Journal of physiology. 501 (Pt 3), 623-636 (1997).</li><li>Whishaw, I. Q., Coles, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Varieties+of+paw+and+digit+movement+during+spontaneous+food+handling+in+rats:+postures,+bimanual+coordination,+preferences,+and+the+effect+of+forelimb+cortex+lesions.">Varieties of paw and digit movement during spontaneous food handling in rats: postures, bimanual coordination, preferences, and the effect of forelimb cortex lesions.</a> Behav Brain Res. 77, 135-148 (1996).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

פגיעה בחוט השדרה הצווארי (cSCI) יכולה לגרום לפציעות שינוי הרסניות וחיים בחולים. ישנם מספר דגמי צוואר הרחם חוט השדרה פציעה התפתחו במכרסמים המשמשים ללימודי פלסטיות של מצעים העצביים וסוכנים טיפוליים. פיתוח רגיש, יעיל, לשחזור וקל לשימוש בדיקות התנהגותיות להעריך גירעונות והתאוששות תפקודיים לאחר cSCI היא מטרה חשובה. כאן, אנו מתארים בפירוט את השימוש בשלוש בדיקות התנהגותיות כגון: התחלפות גפיים, חוסר יציבות בעמידה וטיפול פסטה. פגיעה בחוט השדרה במכרסמים, כמו באוכלוסייה האנושית, היא פגיעה הטרוגנית. פציעה דומה מאוד יכולה לגרום למגוון רחב של גירעונות התנהגותיים. לכן, חשוב לקבוע את החומרה של הנגעים בבעלי חיים פצועים. מצאנו כי המשימה לסירוגין איבר היא דרך יעילה מאוד של קביעה אם צד contralesional ניזוק לאחר פגיעה חד צדדית (hemisection או המשךפציעת usion סוג) לחוט השדרה הצווארי 19. נתונים מהקבוצה שלנו הראו כי השימוש במשימה לסירוגין איבר זה יכול לקבוע את חומרת הפציעה בשבוע שלאחר הפציעה הראשון. בנוסף, בעלי החיים יותר קשים נפצע (לא אלטרנטור) היו פרופיל התאוששות שונה באופן משמעותי בהשוואה לאלטרנטור (תוך שימוש בסולם של תנועה forelimb). לכן, משימת התחלפות האיבר היא מאוד שימושית בקיבוץ החולדות הפצועים לאלטרנטור ולא אלטרנטור, במיוחד אם המחקר כולל טיפול כרוני כדי להבטיח שיש חלוקה שווה של חומרת פגיעה בכל קבוצת טיפול. מומלץ כי מבחן forelimb-ההתחלפות לשמש בשילוב עם משימות אחרות שיכול לבחון את השימוש בforelimbs בעלי החיים (כגון בקנה מידה של תנועה forelimb או מבחן העדפת כפת צילינדר). תוך מתן בדיקה זו היא הכרחי כי הנסיין לבצע את הבדיקה באותו מספר הפעמיםעם כל יד (למשל פעמיים ביד השמאל ופעמים עם ימין) כדי למזער את ההשפעה של מיקום יד הנסיין על התנהגותן של החולדות. בדיקה זו יעילה רק אם בעל החיים הוא רגוע בידיו של הנסיין; 2-3 השבועות של טיפול הציעו צריכים להרשות לעצמו מנוחה. יתר על כן, ברגע שהחתול רגוע, הנסיין צריך להחזיק את בעלי החיים בכמעט 90 ° בעמדת מריצה כדי למנוע וריאציה בתוך בעלי החיים. מבחן forelimb-לסירוגין גם יכול לספק תובנות לקשרים עצביים חוצי השדרה כאשר בעלי החיים אינם מסוגלים לשלב באופן אישי עם כפה אבל הם מסוגלים לבצע משימה לסירוגין. לתנועה quadrupedal הנורמלית בבעלי חיים כגון חולדות, אזורים רבים במוח, כמו גם גנרטורים מקומיים מרכזיים דפוס (CPGs) לאורכו של חוט השדרה מעורב. באופן ספציפי לתנועה קצבית forelimb, מגזרי השדרה הצווארי, C3-C6 נחשבים חשוב 22. בעבר, descriהבדלים אנטומיים בין מיטת אלטרנטור ולא אלטרנטור בבעלי החיים lesioned (hemisection לרוחב בC3/C4 בוצעו) ומצאו יותר נזק לעמודת contralesional הגבי ודרכי corticospinal בבעלי חיים שאינם מתחלפים 18. הוא חשב כי לתנועת forelimb, גנרטור תבנית הקצבי הוא נוכח בכל רמה של חמי מגזרי צוואר הרחם ושחיבורי מעכב הכבל הצולב אחראים להתחלפות 23. הממצאים אנטומיים הקודמים שלנו גם מרמז כי נזק לצד contralesional של חוט השדרה עלול לגרום לפלט הקצבי מוטורי (כגון לסירוגין) הפרעה, בעוד שאם contralesional של חוט השדרה הוא שלם יותר, תפוקות מנוע קצביות נוטים יותר לתפקד באופן נורמלי. אנו לא צופים פגיעה משמעותית בכל חלקי הגחון המדיאלי contralesional של המיתרים ולכן ניתוח שלא בוצע. מבחן חוסר היציבות ביציבה שתואר כאן הוא ver<html> מבחן שימושי y כי זה יכול לזהות שינויים בשני forelimb (ipsi וcontralesional) הנגרם על ידי נגע חד צדדי. חשוב לציין כי בדיקה זו צריכה להינתן רק כאשר בעל החיים הוא רגוע בידיו של הנסיין. מניסיוננו, זה יכול לקחת טיפול יומיומי של בעלי החיים ל2-3 שבועות. ברגע שהנסיין ובעלי החיים נוחים, את המבחן הזה הוא רגיש מאוד וניתן להשתמש בם כדי להשיג נתונים עקירה עקביים מאוד עבור כל forelimb. אם בעל החיים הוא מתוח, הנסיין יכול בעדינות להחזיק את בעלי החיים ולהעביר אותם מעל ולמטה על השולחן עד שהחיה נוחה ומבינה שהשולחן הוא מקום בטוח. ברגע שהחתול רגוע, חשוב להחזיק את בעלי החיים בעמדת מריצה בכמעט 90 ° לתוצאות עקביות. בדיקה זו היא קלה לניהול ומספקת תובנה מעבר בדיקות התנהגותיות אחרות על ידי מתן מידע על פיצויים וגירעון עם משימה אחת פשוטה. t &quot;&gt; חולדות בקלות לאכול פסטה יבשה לאחר אימון מול המצלמה. לכן, טיפול פסטה הוא מבחן קל יחסית לניהול. במחקר זה, שהיינו הקלטה ושימוש בנתונים לשימוש איבר (שמאל, ימין או שניהם) וזמן לאכול פסטה בלבד. ניתוח מפורט יותר, כולל התאמות כפה במהלך אכילת פסטה כבר תואר בעבר בבעלי חיים עם פציעות כגון נגעים איסכמיים חד צדדיים ו20,21,24 דלדול הדופמין striatal חד צדדיים. לכן, זה אפשרי לפתח ולהשתמש יותר . ניתוח רגיש מאכילת הפסטה המבחן אחרי cSCI כללנו עמדת כפה על גיליון הניקוד, מכיוון שהדבר עלול לחשוף handedness או יכולת עם כל יד יתר על כן, אנו לציין את האחיזה של כל כפה;. חלק מבעלי החיים ינוחו הכפה שלהם בצד אחד של הפסטה, משתמש בו אולי כתמיכה, ולא אחיזת הפסטה במהלך אכילה. אם חיות מהססות לאכול פסטה, יכול להיות הציגה צעד מניעת מזון לפרוטוקול לפני הבדיקה.

פגיעה בחוט השדרה הצווארי (cSCI) הוא הצורה השכיחה ביותר של SCI בחולים, המהווה כ 62% מכל SCIs <a href="http://www.spinalcord.uab.edu" target="_blank">(http://www.spinalcord.uab.edu).</a> פציעות בעמוד השדרה הצווארי יכולות לגרום לליקויים בגפיים העליונים, כמו גם נשימה. מחקר שנערך לאחרונה בחולים עם cSCI עולה כי תפקוד חלקי או מלא של הזרוע ו / או היד נחשב לעדיפות עליונה 1. לכן, פיתוח מודלים cSCI ומבחני ההתנהגות נלווים שהם קלים, רגישים ואמינים לשימוש הוא מטרה חשובה. ישנן מספר בדיקות שימושיות התנהגותית כדי להעריך את תפקוד forelimb לאחר cSCI במכרסמים 1-17, עם זאת, רבים של בדיקות אלה קשים לשימוש ודורשים ציוד מיוחד. בדיקות טיפול פסטה פותחו על ידי קבוצות אחרות 18,19, אך בדיקות אלה דורשות כי בעלי החיים שצולמו באכילת כלובי פסטה ספציפיות, שדורש זמן רבאימון תקופה, ואילו בשיטה שאנו מציעים יכול להתבצע בכלוב בביתם של בעלי החיים. בדיקות פסטה שתוארו לעיל דורשות זמן ניתוח משמעותי ולעתים קרובות תוכנה יקרה, שלא כמו במבחן שתואר כאן. המטרה של השיטה שלנו היא לפתח ולהשתמש בבדיקות התנהגותיות, כי הם קלים לשימוש, אמינים, ואינו דורש ציוד יקר. באופן ספציפי, מבחן שלב התחלפות forelimb המתואר כאן מאפשר לחוקרים להעריך את נפח נגעים מוקדם לאחר פציעה, מתן אמצעים ליצירת קבוצות טיפול מקבילים לפני טיפול כרוני הוא מנוהל. במחקר זה, אנו מתארים בפירוט שלוש בדיקות התנהגותיות רומן: (1) forelimb צעד לסירוגין, (2) חוסר יציבות בעמידה, ו (3) טיפול בפסטה. קביעת הבדיקות התנהגותיות הזכות להשתמש יכולה להיות קשה. ואכן, אנו חשים כי אין בדיקה אחת התנהגותי יכולה להעריך את תפקודו של forelimbs במידה מספקת. לכן, אנו ממליצים להשתמש בשילוב של כמה בדיקות התנהגותיות לתחתESS פונקצית forelimb לאחר SCI. משמעי מדברת, יש להשתמש במשימת שטח פתוח סוג של תנועה (למשל forelimb בקנה מידה של תנועה, גליל) שבו בעלי חיים שהוערכו על השימוש בforelimb במהלך תנועה נורמלית, ובדיקה ספציפית משימה, שבו בעלי חיים מתבקשים לבצע משימה ספציפית בתחום השימוש בforelimb שלהם (למשל, אכילת פסטה, חוסר יציבות בעמידה, כוח אחיזה, וכו &#39;). הבדיקות התנהגותיות שתוארו כאן בפירוט שימושיות לקביעת חומרת נגעים ב ~ שבוע אחד לאחר נגע (שלב התחלפות forelimb, חוסר יציבות ביציבה, טיפול בפסטה), ההשפעות של נגע חד צדדי על forelimb contralesional (שלב התחלפות forelimb, חוסר יציבות בעמידה ) ותנועה מוטורית עדינה של forelimbs (טיפול פסטה). לדעת את החומרה ואת ההשפעות של הנגע המשמש גם יכול להכתיב את הבדיקות התנהגותיות המתאימות. אם תנועות מוטוריות עדינות של שורש כף היד אינן אפשריות לאחר פגיעה, באמצעות בדיקה המודדת וquantifies השימוש בכפות forelimb אינן ראויה. לדוגמא, רבים של בדיקות טיפול פסטה שתוארו לעיל נראים יותר לעומק בתנועות בודדות של ספרות, לעומת זאת, מצאנו את החומרה והמיקום של הפגיעה שלנו, זה לא היה רלוונטי ובמקום נצפה הבדלים במיקום הכולל של האיבר. חוקרים עלולים להתפתות לבצע הרבה בדיקות התנהגותיות ולהשתמש במדגם שלהם להפגנה על סמך התוצאות, עם זאת, מומלץ שעבור כל דגם ניסיוני בשימוש מחקר פיילוט מבוצע כדי לקבוע בדיקות התנהגותיות מתאימות לנגע. לכן, חשוב לציין שהמשתמש צריך להיות לפחות קצת ידע מוקדם של הסוג של גירעון והיקף של סוג נגע מסוים לפני שתחליט על בדיקות התנהגותיות להיות מועסק. הערכת חומרת פגיעה המבוססת על ביצועים התנהגותיים גם מאפשרת לקבוצות טיפול להיווצר עם חלוקה שווה של חומרת נגע לפני הטיפולment הוא מנוהל.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Material/ Equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments/Description</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sand paper</td>
 <td>3M</td>
 <td>5097</td>
 <td>3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used. 
 Any 220-grit sandpaper would work well </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dry Pasta</td>
 <td>Skinner</td>
 <td></td>
 <td>Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

assessing forelimb function after unilateral cervical sci using novel tasks: limb step-alternation, postural instability and pasta handling

פגיעה בחוט השדרה הצווארי (cSCI) עשויה לגרום לבעיות נוירולוגיות הרסניות, כוללים ירידת ערך או אובדן של גפה עליונה ותפקוד ידיים. רוב הפגיעות בעמוד השדרה בבני האדם להתרחש ברמות צוואר הרחם. לכן, פיתוח מודלים פציעה בצוואר הרחם ובפיתוח בדיקות התנהגותיות רלוונטיות ורגישות הוא בעלת חשיבות רבה. כאן אנו מתארים את השימוש במבחן שלב התחלפות forelimb חדש שפותח לאחר פגיעה בחוט השדרה הצווארי בחולדות. בנוסף, אנו מתארים שתי בדיקות התנהגותיות שלא היה בשימוש לאחר פגיעה בחוט השדרה: בדיקת חוסר יציבות בעמידה (PIT), ומבחן פסטת טיפול. כל שלוש הבדיקות התנהגותיות רגישות מאוד לפגיעה וקלות לשימוש. לכן, אנו חשים כי בדיקות התנהגותיות אלה יכולים להיות תפקיד חשובה בחקירת אסטרטגיות טיפוליות לאחר cSCI.

אנו ממליצים כי בעלי חיים להיבדק באופן קבוע לאורך כל הניסוי בניסוי אמצעים מסוג חוזר ונשנה לניתוח השתפר ולנתח שיפור לאורך זמן. מבחן שלב התחלפות forelimb בדיקה זו נועדה לקבוע את יכולתו של בעל חיים כדי להחליף את השימוש בforelimbs. שימוש במבחן שלב התחלפות forelimb, 50% בלבד מבעלי החיים היינו יכולים להחליף את השימוש בforelimbs לאחר cSCI 19 ב12-16 לאחר שבועות פציעה (איור 1 א). הבא אנו הצגנו עיכוב (5 שניות) על ידי החזקה נייחת בעלי החיים לאחר הצעד הראשון לפני שעברת את החיה קדימה לצעד השני. רק 50% מבעלי החיים שהיו לסירוגין את השימוש באבריהם (25% מקבוצת lesioned סך הכל) היו מסוגלים להחליף לאחר עיכוב של 5 שניות (איור 1). אנחנו מתואמים ממצאים אלו עם מחקרים אנטומיים והניתוח גילה כי יש לי אלטרנטור significaאזור ntly גדול יותר של דרכי חסכו corticospinal [F (1,1) = 5.56, p &lt;0.05] ועמודה הגבי [F (1,1) = 19.2, p &lt;0.003] בצד contralesional 19. נתונים אלה מצביעים על כך שבדיקת התחלפות צעד forelimb יכולה לחזות את חומרת הפגיעה, כמו גם חד צדדי של הנגעים. בדיקה זו יכולה לגרום לנתוני קטגורי נומינליים, שיש לנתח בניתוח צעדים חוזר ונשנה. בדוגמא זו, זה לא היה צעד חוזר ונשנה, שנהגנו בזמן נקודה אחת כדי להמחיש את ההבדל בין קבוצות. כל בעל חיים יהיו מסווג כ&quot; אלטרנטור &quot;או&quot; אי - אלטרנטור &quot;, להפריד את החיות לשתי קבוצות של פציעות (מתונות לעומת חמור, בהתאמה). מבחן חוסר יציבות בעמידה נגעים חד צדדיים של חוט השדרה יכולים לגרום לשינויים לא רק לאיבר הפגום ו / או מושפע, אלא גם לאיבר שאינו פגום. מבחן חוסר היציבות בעמידה (PIT) היה בעבר יורדribed ושימוש בבעלי חיים במודל מכרסם של מחלת פרקינסון 18 ובמודל מכרסם של cSCI 19. אנחנו השתמשנו בורים לאחר cSCI ומצאנו כי לא הייתה השפעה משמעותית של מעמד נגע [F (1,1) = 8.17, p &lt;0.01]. בנוסף, עקירת forelimb (מרחק כדי להחזיר את מרכז כובד) הייתה גדולה יותר באופן משמעותי בצד ipsilesional (forelimb ימין) של בעלי חיים פצועים בהשוואה לבעלי חיים עם ניתוח דמה (6.00 ± 0.24 סנטימטר לעומת 8.00 ± 0.10 סנטימטר, p &lt;0.0001; איור 2 ). מרחק התזוזה על forelimb contralesional היה קטן יותר באופן משמעותי בחיות lesioned לעומת בעלי חיים דמה המופעל (6.00 ± 0.25 סנטימטר לדמה לעומת 4.00 ± 0.10 סנטימטר לcSCI, p &lt;0.0001; איור 2). תוצאה זו מצביעה על כך שforelimb contralesional גם הביא לשינויים בשל נגע לצד השני (כלומר שינויים בהתאמת יציבה על ידי foreli contralesionalmb להחזיר לעצמו מרכז כובד). נתונים מהמבחן הזה יהיו כמוני וצריך לנתח באמצעות אמצעים חזרו ANOVA לבחינת שינויים בקבוצות לאורך כל ניסוי. מבחן טיפול פסטה טיפול פסטה נועד לבחון השימוש המיומן של forelimbs בזמן אכילת חתיכה של פסטה יבשה. מבחן דומה כבר השתמש בעבר כדי לזהות ליקויים בשימוש מיומן של forelimbs במודלים של בעלי חיים של שבץ מוחי חד צדדי ומחלת פרקינסון 20,21 ואחרי cSCI 19. בנקודות זמן כרוניות לאחר פציעה (12 שבועות לאחר פציעה), כל בעלי החיים בלוף אכלו פסטה בשתי כפות בתקופת המבחן. בקבוצה הפצועה, מצאנו כי הזמן כולל לאכול חתיכה של פסטה דומה לקבוצת הביקורת (איור 3). עם זאת, יותר אלטרנטור (פגיעה מתונה יותר; 10 מתוך 15) היו מסוגל להשתמש forelimb ipsilesional לעומת הלא אלטרנטור (נפצע קשה בקבוצה, 1 מתוך 7; <strong&gt; איור 3). בדיקת טיפול פסטה מספקת נתונים שהוא גם רציף וכמותיים (זמן לאכול פסטה), וקטגורים (שימוש כפה) ויש לנתח כראוי. <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig1highres.jpg" /> איור 1. הערכה כרונית של תפקוד forelimb באמצעות מבחן שלב התחלפות forelimb חשפה שתי קבוצות שונות של בעלי חיים בחומרה נגע שונה. בעלי חיים הראו הבדל בהתנהגות בקדימה דריכה בשתי כפות. רק 50% מבעלי החיים lesioned לסירוגין כפות תוך דריכה (אלטרנטור; 5 מתוך 10 חולדות lesioned), ואילו אחרים הראו חוסר צעד לסירוגין על ידי לקיחת שני צעדי contralesional ברציפות (לא אלטרנטור; 5 מתוך 10 lesioned חולדות). יותר חיות המוצגות נטייה זו לנקוט בצעדי contralesional מרובים אם עיכוב 5-sec הוצג בין STEנ.ב. (8 מתוך 10 חולדות lesioned). <img alt="איור 2" fo:content-width="4.6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig2highres.jpg" /> .. הערכה התנהגותית forelimb איור 2 כרוני באמצעות מבחן חוסר יציבות בעמידה (PIT), כצפוי, forelimb ipsilesional בבעלי חיים עם פגיעה בחוט השדרה הצווארי (cSCI) היה מרחק תזוזה גדול יותר באופן משמעותי מבעלי חיים עם ניתוח דמה (6 ס&quot;מ לעומת 8 סנטימטר; * p &lt;0.0001). בנוסף, את מרחק התזוזה על forelimb contralesional היה קטן יותר באופן משמעותי בחיות lesioned בהשוואה לחיות דמה פעל (6 סנטימטר לעומת 4 סנטימטר; * p &lt;0.0001). זה עשוי להציע תפקוד משופר של הגפיים contralesional במהלך בור בבעלי החיים lesioned. <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig3highres.jpg" /> <sטרונג&gt; איור 3. הערכת Forelimb באמצעות טיפול הפסטה ואכילת בדיקה הראתה ליקויים משמעותיים שבאינה אלטרנטור lesioned. החיות קיבלו חתיכה של פסטה רגילה. שימוש כפה וזמן לאכול פסטה נרשמו. התוצאות הצביעו על כך שמספר נמוך של אלטרנטור (33%) בשימוש בלעדי forelimb contralesional (המצביע על ליקוי חמור יותר) בהשוואה למים שאינם אלטרנטור (86%). בנוסף, בעלי חיים בכל שלוש הקבוצות (דמה, lesioned אלטרנטור, וlesioned הלא אלטרנטור) לקחו אורך דומה של זמן לאכול את הפסטה (p &lt;0.05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50955/50955fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling at JoVE.com

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

שלוש בדיקות התנהגותיות חדשות (שלב התחלפות forelimb, מבחן חוסר יציבות בעמידה, בדיקת טיפול פסטה) להערכת תפקוד forelimb לאחר פגיעה בחוט השדרה הצווארי במכרסמים מתוארות.

הערכת תפקוד Forelimb לאחר חד צדדי צוואר הרחם SCI באמצעות משימות רומן: שלב התחלפות גפיים, חוסר יציבות ביציבה וטיפול פסטה

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

assessing-forelimb-function-after-unilateral-cervical-sci-using-novel

Research

JoVE Journal

Behavior

21.6K Views.  The University of Texas at Austin.  שלוש בדיקות התנהגותיות חדשות (שלב התחלפות forelimb, מבחן חוסר יציבות בעמידה, בדיקת טיפול פסטה) להערכת תפקוד forelimb לאחר פגיעה בחוט השדרה הצווארי במכרסמים מתוארות. 

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

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have developed visual cognitive tasks for rats using the Floor Projection Maze1,2&#160;that are optimized for visual abilities of rats permitting stronger comparisons of experimental findings with other species.
In order to investigate neural correlates of learning and memory, we have integrated electrophysiological recordings into fully automated cognitive tasks on the Floor Projection Maze1,2. Behavioral software interfaced with an animal tracking system allows monitoring of the animal's behavior with precise control of image presentation and reward contingencies for better trained animals. Integration with an in vivo electrophysiological recording system enables examination of behavioral correlates of neural activity at selected epochs of a given cognitive task.
We describe protocols for a model system that combines automated visual presentation of information to rodents and intracranial reward with electrophysiological approaches. Our model system offers a sophisticated set of tools as a framework for other cognitive tasks to better isolate and identify specific mechanisms contributing to particular cognitive processes.

We describe protocols for training rats for chronic electrophysiological recordings in fully automated cognitive tasks on a Floor Projection Maze.

משימות אוטומטיות חזותית קוגניטיבית להקלטה עצבית פעילות באמצעות הקרנה מקיר לקיר מבוך

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

חשיפת חירשות Beat: הפרעות קצב זיהוי עם אצבע מסונכרנות הקשה ומשימות תזמון תפיסתי

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

ביצוע משימות התנהגות בנושאים עם אלקטרודות תוך גולגולתי

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor learning and execution is of critical importance in order to understand the principles and processes that underlie motor function. Here we present a paradigm to study movement acquisition within a daily session of training (within-session) representing the fast learning component and primary acquisition as well as skilled motor learning over several training sessions (between-session) representing the slow learning component and consolidation of the learned task. This behavioral paradigm increases the degree of difficulty and complexity of the motor skill task due to two features: First, the animal realigns its body prior to each pellet retrieval forcing renewed orientation and preventing movement execution from the same angle. Second, pellets are grasped from a vertical post that matches the diameter of the pellet and is placed in front of the cage. This requires a precise grasp for successful pellet retrieval and thus prevents simple pulling of the pellet towards the animal. In combination with novel genetics, imaging and electrophysiological technologies, this behavioral method will aid to understand the morphological, anatomical and molecular underpinnings of motor learning and memory.

A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

רכישת גבוהה דיוק מיומן Forelimb ההגעה משימה בחולדות

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

שימוש בבלי הסיבים, fNIRS ביש כדי לעקוב אחר פעילות המוח במשימות קוגניטיביות אמת העולם

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

פוטנציאל הקשור לאירוע במהלך משימות יעד תגובה לחקר תהליכים קוגניטיביים של האיבר העליון השתמש בילדים עם שיתוק מוחין החד-צדדי

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: STW). Thus, in clinical rehabilitation separation of sit-to-stand and gait initiation - termed sit-to-stand-and-walk (STSW) - is usual. However, a standardized STSW protocol with a clearly defined analytical approach suitable for pathological assessment has yet to be defined.
Hence, a goal-orientated protocol is defined that is suitable for healthy and compromised individuals by requiring the rising phase to be initiated from 120% knee height with a wide base of support independent of lead limb. Optical capture of three-dimensional (3D) segmental movement trajectories, and force platforms to yield two-dimensional (2D) center-of-pressure (COP) trajectories permit tracking of the horizontal distance between COP and whole-body-center-of-mass (BCOM), the decrease of which increases positional stability but is proposed to represent poor dynamic postural control.
BCOM-COP distance is expressed with and without normalization to subjects&#39; leg length. Whilst COP-BCOM distances vary through STSW, normalized data at the key movement events of seat-off and initial toe-off (TO1) during steps 1 and 2 have low intra and inter subject variability in 5 repeated trials performed by 10 young healthy individuals. Thus, comparing COP-BCOM distance at key events during performance of an STSW paradigm between patients with upper motor neuron injury, or other compromised patient groups, and normative data in young healthy individuals is a novel methodology for evaluation of dynamic postural stability.

Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.

שבי-אל-סטנד-ו-הליכה גובה ברך 120%: גישה חדשנית להעריך דינמי ביציבה שליטה עצמאית של גפה יצוקה

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

הפעילות גבון כפתור: שיטה אוטומטית למחצה להערכת הפונקציה Forelimb בחולדות

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

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.

הרומן יחיד בעלי חיים המוטורית מעקב המערכת באמצעות תוכנה פשוטה, זמינים

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

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, clinicians typically employ the pull test to grade corrective responses to a backward perturbation at the shoulders. However, the pull test is prone to issues with reliability and scaling (score/4). Here, we present an instrumented version of the pull test to more precisely quantify postural responses. Akin to the clinical test, pulls are manually administered except pull force is also recorded. Displacements of the trunk and feet are captured by a semi-portable motion tracking system. Raw data represent distance traveled (in millimeter units), making subsequent interpretation and analysis intuitive. The instrumented pull test also detects variabilities influencing pull test administration, such as pull force, thereby identifying and quantifying potential confounds that can be accounted for by statistical techniques. The instrumented pull test could have application in studies seeking to capture early abnormalities in postural responses, track postural instability over time, and detect responses to therapy.

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is difficult to quantify. Clinical assessments such as the pull test suffer issues with reliability and scaling. Here, we present an instrumented version of the pull test to objectively characterize postural responses.

מבחן Pull שעברו אינסטרומנטציה לאפיין תגובות בתנוחה

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...