Il finanziamento per questo progetto è stato fornito dai fondi ARRA dal NINDS concessione NS045647.

1. Materiali necessari per la formazione e l&#39;esame <ol><li> Test camera. Ogni contenitore di dimensioni adeguate per ospitare un animale e due tazze profumo. Il nostro laboratorio utilizzato modificati camere operante (Med Associates Inc.) con barre pavimento rimosso per fare spazio a tazze profumo (Figura 1). </li><li> Tazze Profumo e portabicchiere. Tazze sufficientemente ampio e profondo per consentire scavo e alcuni titolare meccanismo / stabilizzarli (Figura 2). </li><li> Sabbie profumati. Il nostro protocollo di prova utilizzato profumi stabiliti in precedenza per non mostrare pregiudizi risposta nei ratti (cacao, basilico, cumino, caffè) 4. Ogni sabbia profumata è stato miscelato con un rapporto di 1 odorizzante ga 110 g inodore, pulito &quot;scatola di sabbia&quot; parco giochi di sabbia e può essere conservato in contenitori ermetici per un massimo di 6 mesi. </li><li> Rinforzo. Abbiamo utilizzato i pezzi di frutta a base di cereali ciclo come rinforzo. Si consiglia di esporre gli animali al rinforzo (tramite inserimento nelle loro gabbie a casa) 3 a 5 giorni prima della tradira zione per superare le risposte neophobic. </li><li> Cronometro o timer. </li></ol> 2. Animal Gestione Prima di Formazione <ol><li> Gestione. Come animali saranno messi in e rimuovere dalle camere più volte nel corso di formazione / test, si consiglia di maneggiare gli animali tre a cinque giorni prima della formazione al fine di familiarizzare con il contatto umano. </li><li> Motivare. Al fine di motivare gli animali per eseguire questo compito, un certo livello di privazione di cibo è necessario. Restrizione alimentare deve essere iniziato almeno tre giorni prima sia la formazione e la sperimentazione e gli animali possono essere mantenuti al 90% di free-alimentazione peso. In genere quantità di 15-20 g di cibo al giorno sono sufficienti, ma peso degli animali deve essere controllata ogni due giorni mentre il cibo limitando. </li></ol> 3. Dig Formazione Formazione di un animale a scavare nella sabbia può essere realizzato in una media di otto sessioni per un periodo di tempo quattro giorni. Durante dig TRAesaminando la, la camera dovrebbe essere istituito inserendo due tazze profumo nel meccanismo / titolare e mettendo la configurazione coppa profumo nella camera. La procedura generale è di seguito con l&#39;obiettivo di modellare il animale da consumare il rinforzo per lo scavare nella sabbia per recuperarla. <ol><li> Sessione 1 - camera di assuefazione e di formazione rivista. Riempire le coppe profumo con il rinforzo (senza sabbia). Posizionare l&#39;animale nell&#39;apparecchio per 30 min consentire all&#39;animale di consumare liberamente il rinforzo. </li><li> Sessione 2 - assuefazione sabbia. Riempire le coppe profumo con il rinforzo e versare una piccola quantità di sabbia profumata in ogni tazza, il riempimento non più di metà del bicchiere. Posizionare l&#39;animale nell&#39;apparecchio per 30 min consentire all&#39;animale di consumare liberamente il rinforzo. </li><li> Sessione 3 - scavo di superficie. Riempire le coppe profumo con un impasto omogeneo di rinforzo e sabbia inodore, lasciando rinforzi più esposti. Posizionare l&#39;animale in apparecchi per30 min permettendo all&#39;animale di consumare liberamente il rinforzo. Nel processo di consumare i rinforzi esposte, l&#39;animale deve scoprire rinforzi aggiuntivi di sotto della superficie della sabbia. L&#39;animale deve passare da usare la sua bocca per usare le zampe anteriori per rimuovere ogni rinforzo dalla sabbia. </li><li> Sessione 4 - scavare. Riempire le coppe profumo con una miscela di 1 parte rinforzo a 3 parti di sabbia profumata, lasciando 1-2 rinforzi esposti. Posizionare l&#39;animale nella camera per 30 min consentire all&#39;animale di consumare liberamente il rinforzo. L&#39;animale dovrebbe iniziare a scavare con le zampe anteriori per scoprire rinforzi supplementari e rimuoverli dalla sabbia. Gli animali che non iniziano a scoprire il rinforzo dopo un periodo di 10 minuti di tempo deve essere assistita (il ricercatore deve scoprire uno rinforzo alla volta fino a quando l&#39;animale impara). </li><li> Sessione 5 - scavo completo. Riempire le coppe profumo con una miscela di 1 parte rinforzo a 3 parti di sabbia profumata, senza lasciare rinforzi a vista. Place l&#39;animale nell&#39;apparecchio per 30 min consentire all&#39;animale di consumare liberamente il rinforzo. Gli animali devono essere assistiti, se necessario. Alcuni animali, potrebbe essere necessario più istanze di questa sessione, al fine di dimostrare il comportamento di scavo. </li><li> Sessione 6 - Struttura assuefazione prova. Inserire tre rinforzi in profonde, posizioni intermedie, e poco profondo nella sabbia in ogni tazza profumo. Posizionare l&#39;animale nella camera finché tutti e tre sono recuperati da ogni tazza, assistendo come necessario. Una volta che tutti sono stati recuperati, posizionare l&#39;animale in un apparato holding per 15-30 secondi e ripristinare le coppe profumo come descritto in questo passaggio. Quindi, posizionare l&#39;animale torna nella camera e ripetere il processo fino a quando l&#39;animale ha portato a termine quattro prove totali. L&#39;animale deve essere abituato ad essere posti nell&#39;apparecchio di detenzione e iniziare a scavare immediatamente, quando sono immessi nella camera. L&#39;animale deve inoltre dimostrare un comportamento pieno di scavo e recuperare il rinforzo nella parte inferiore della tazza profumo. </li><li>Sessione 7 - rinforzi singoli. Posizionare un rinforzo solo a metà della profondità della sabbia in ogni tazza. Posizionare l&#39;animale nella camera e farlo recuperare entrambi rinforzi, e poi posizionare all&#39;interno dell&#39;apparecchio tenuta per 30 sec. Ripetere questa procedura per quattro prove totali. L&#39;animale dovrebbe iniziare a scavare più veloci e richiedono assistenza minima da ricercatore. </li><li> Sessione 8 - test di discriminazione finto. Riempitelo come descritto nella sessione di 7. Dare l&#39;animale 30 secondi per recuperare entrambi i rinforzi. Mettere l&#39;animale nell&#39;apparecchio tiene quando entrambi sono stati recuperati o 30 secondi è trascorso. Ripetere questo per il numero di prove che verrà utilizzato in fase di test. Gli animali devono imparare a scavare rapidamente quando riposto nella camera. </li><li> Altre sessioni. A seconda del test di discriminazione iniziale, lo sperimentatore potrebbe voler effettuare ulteriori sessioni di familiarizzare l&#39;animale con i profumi indicati. I ratti tenderà ad esporre inizialmente neofobia e preferiscono laodori familiari precedentemente associati con rinforzo 10. </li></ol> 4. Discriminazione di prova <ol><li> Il ricercatore deve scegliere un abbinamento profumo, comprese che profumo sarà innescata con il rinforzo (discriminazione corretta) e che non lo faranno. Ulteriori decisioni, quali il numero di discriminazioni e inversioni, il numero massimo di giorni e delle prove, se pre-test prima di pregiudizio si basa in gran parte sulla questione sperimentale (vedi note aggiuntive di seguito). </li><li> I ratti possono essere testate ed i dati registrati a mano da parte del ricercatore. Il ricercatore dovrebbe registrare per ogni prova: scelta giusta o sbagliata, la latenza di iniziare a scavare, e le prove in cui un ratto timeout su. <ol class="lalpha"><li> Il numero di prove somministrate devono essere a discrezione del ricercatore (vedi note aggiuntive di seguito). </li><li> La durata della prova deve essere a discrezione del ricercatore (vedi note aggiuntive di seguito). </li><li> La ricercher dovrebbe casuale la struttura di prova (sinistra-destra posizione delle coppe profumo), con l&#39;avvertenza che non più di tre prove in una fila sono su un dato lato. Ciò contribuirà a ridurre i pregiudizi lato. </li></ol></li><li> Al fine di avviare ogni prova, posizionare l&#39;animale nella camera rivolta verso il retro, equidistante da ogni tazza. Posizionamento di un animale più vicino a una tazza può aumentare la probabilità di sviluppare un pregiudizio. </li><li> Se l&#39;animale discrimina correttamente, permettono di recuperare e consumare il rinforzo, e poi rimuoverlo per l&#39;apparato che tiene per 30 sec. Se si verifica un timeout o sceglie in modo non corretto, rimuoverla immediatamente, prima che &quot;corregge&quot; stesso, e inserirlo nel dispositivo che tiene per 30 sec. </li><li> Ripetere questo processo per il numero scelto di prove. </li><li> Una volta che un animale raggiunge un predeterminato criterio (ovvero accuratezza&gt; 80% al giorno per tre giorni consecutivi), l&#39;animale può passare al successivo discriminazione / inversione e ripetere il processo precedente. </li></ol&gt; 5. Note aggiuntive <ol><li> Prova nel nostro laboratorio ha scoperto che il lavoro di formazione e di prova migliore con la metà di un pezzo di cereali frutta loop per evitare di sazietà. </li><li> Durante l&#39;allenamento, alcuni animali possono bisogno di più aiuto di altri. Si consiglia di fare ciò che è necessario per il raggiungimento di scavo comportamento. Tuttavia, una volta che inizia a test, non abbiamo mai tentare di intervenire e migliorare il comportamento di scavo di un topo. </li><li> Variando il numero totale di prove può essere sufficiente per laboratori differenti. Test nel nostro laboratorio hanno utilizzato 6, 8, e 12 prove per sessione, 1 seduta al giorno, e hanno trovato una preferenza per la configurazione di prova 8. </li><li> Variando la lunghezza del processo può essere necessario in alcune configurazioni sperimentali (ad esempio, animali in un paradigma di stress può essere necessario tempi processuali aumentato o meno prove totali). </li><li> Un criterio preset dovrebbe essere usato per determinare quando un animale ha imparato una discriminazione. Prova nel nostro laboratorio hanno richiesto un accuracy superiore al 80% (5/6 prove, 7/8 prove o 10/12 prove) al giorno per 3 giorni consecutivi. Tuttavia, un criterio superiore (85%) potrebbe anche essere utilizzato. </li><li> Soglie predefinite / massimi deve essere usato per il numero massimo di giorni trascorsi in un profumo dato. Questo sarà in gran parte dettata dalla domanda di ricerca. Ad esempio, i nostri studi di laboratorio con TBI e, dal risultato della natura progressiva della TBI, ratti che non hanno colpito criterio sono passato ad una discriminazione romanzo / inversione dopo 12 giorni di test. </li><li> Decidere se pre-test o solo post-test è una domanda che è in gran parte determinata dalla direzione sperimentale. Pretesting consente di effettuare una valutazione della memoria sul pregiudizio posta animale, che può essere rilevante a seconda del tipo di lesione. Tuttavia, test post permette di esaminare le differenze di velocità di acquisizione sulle discriminazioni tra i gruppi. Il nostro laboratorio ha e continuerà ad utilizzare entrambi. </li></ol>

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Neurosci. 23, 6475-6479 (2003).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

In questo video, abbiamo mostrato come l&#39;attività Dig può essere condotta utilizzando relativamente a basso costo, i materiali e con una certa esperienza, il test può essere condotto abbastanza rapidamente (~ 10 min / animale). Questo permette il compito di essere facilmente incorporati in batterie di test esistenti per TBI, lesioni cerebrali ictus, ed altri. Il compito Dig è anche robusto, in quanto in grado di valutare diversi aspetti della cognizione, comprese le valutazioni di apprendimento precedente, inversioni, e nuove acquisizioni (ad esempio, set shifting). Soprattutto, il compito Dig ha dimostrato di essere efficace nella valutazione della funzione frontale dopo danno cerebrale. In aggiunta, un paradigma scavo simile è stata utilizzata per studiare trasferimento di valore in ratti dopo danno ippocampale 4, e quindi potrebbe facilmente essere studiato dopo TBI. I vantaggi principali di attività come questa sono la capacità di valutare altre forme di conoscenza di quello che è di solito testato in stallone più lesioni cerebraliIES. Esiste attualmente una mancanza di compiti semplici e rapidamente acquisiti per valutare la cognizione frontalmente-mediato dopo danno cerebrale. Nel campo della TBI sperimentale, vi è una forte dipendenza labirinti come la valutazione unica della cognizione 9. La discriminazione e comportamento di scelta sono aspetti importanti del frontale-mediata conoscenza che devono essere valutati dopo danni cerebrali. Queste sono state studiate sotto molti paradigmi diversi (ritardato matching-to-campione, rinforzo differenziale di bassa velocità di risposta, sforzo processo decisionale basato, etc) nel campo dell&#39;analisi sperimentale del comportamento, ma mancano studi di lesioni cerebrali 14-16. Lo sviluppo di nuove terapie per il trattamento del danno cerebrale richiede la convalida in modalità multiple di sensoriali, motori, e la funzione cognitiva. Operazioni come questa potrebbe diventare di vitale importanza per valutare appieno la funzione cognitiva in trattamento terapeutico. Mentre il re compito Digpresenta un passo nella direzione giusta per valutare la funzione cerebrale dopo la lesione, ci sono ancora limiti ad essa. Esso è destinato a essere semplice da costruire, gestire e analizzare, ma questo significa che ci sono dei limiti superiori a ciò che si può misurare. Attualmente, due scelte sono tutto ciò che può essere valutata sotto il paradigma dato. Inoltre, l&#39;attività Dig non è abbastanza sensibile per gestire altri aspetti della disfunzione frontale, come impulsività, che possono interferire con un animale capacità decisionale. Mentre il compito Dig ha dimostrato di avere successo per noi nella valutazione danno cerebrale negli animali giovani, ci sono ancora diverse cose che possono essere fatte con il compito di perfezionare e migliorare. Questi includono valutazione popolazioni particolari (età, sesso, ceppo), confrontandola direttamente ai paradigmi operante è adattato da, effettuare un confronto diretto di questa attività con altre attività che valutano la disfunzione frontale dopo un trauma, ed esplorare additional modi per analizzare e confrontare i dati generati dal compito. Questo compito è progettato per affrontare alcuni dei problemi nel nostro campo collaudando la funzionalità frontale in vari modi dopo danno cerebrale. Tuttavia, un compito non è possibile misurare tutti i processi cognitivi che sono colpiti da una lesione cerebrale. Pertanto, sosteniamo che la gente continuerà a sviluppare e migliorare le attività, come quello descritto in questo protocollo una più accurata valutazione carenze funzionali dopo lesioni cerebrali. In questo modo, siamo in grado di aumentare l&#39;efficacia di sviluppo dei farmaci e la terapia per lesioni cerebrali, valutando tra più misure.

Danni cerebrali derivanti da trauma cranico (TBI) e di ictus è una delle principali cause di morte e disabilità negli Stati Uniti. Insieme, questi disturbi risultato in un totale di circa 2,5 milioni di incidenti, con quasi 500.000 con conseguente morte o menomazione 6-7. Nonostante questo tributo pesante sulla società, pochi trattamenti sono stati sviluppati per il trattamento sia TBI o ictus. In una certa misura, la mancanza di opzioni di trattamento disponibili può essere attribuito alle scarse valutazioni comportamentali di nuovi farmaci e terapie 8. In particolare, vi è una mancanza di compiti di valutare con precisione e sensibilità gli effetti dei trattamenti sui deficit cognitivi varie seguenti lesioni cerebrali in letteratura preclinico. Attualmente la maggior parte delle valutazioni cognitive che vengono eseguite valutare la memoria spaziale utilizzando un compito labirinto come il Morris water maze 9. Ci sono diverse ragioni per questa mancanza di test compreso il tempo necessario percompletamente caratterizzare e valutare i deficit cognitivi, della forte dipendenza su di costose attrezzature e le competenze per utilizzare le attività operante, e la velocità con cui queste valutazioni possono essere eseguite. A tal fine, abbiamo adattato un semplice compito di discriminazione profumo, il compito Dig, per valutare lesioni cerebrali seguente cognizione. Il compito Dig è progettato per essere un buon mercato, strumento rapido ed efficace per la valutazione cognitiva lesioni cerebrali seguente disfunzione da un trauma cranico o ictus. Il compito Dig si basa sui principi di base operante di apprendimento e il processo decisionale. Poiché è solo una scelta di due paradigma decisione, questa operazione rappresenta uno dei più semplici discriminazioni che possono essere fatte. Nel protocollo di seguito i dettagli per l&#39;impostazione del compito, nonché la metodologia di formazione sarà descritto. Abbiamo trovato che questo compito è più forte al momento di valutare i deficit cognitivi frontalmente-mediata rispetto al deficit parietali unilaterali, tuttavia, deve ancora essere testata in un modello didanno ippocampale 5. Idealmente, questo compito sarebbe adatta per valutare l&#39;efficacia di un trattamento o la terapia per il recupero dei deficit frontali a seguito di un infortunio. Tuttavia, è possibile che con modifiche questo compito potrebbe anche essere usato per esplorare più complessa decisionale comportamento come impulsività e corrispondenza generalizzata.

<table border="1"><tr><td> Nome del materiale </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> ATTREZZATURE </td></tr><tr><td> Camera operante </td><td> Med Associates </td><td> ENV-008CT </td><td> Importo: 1 camera standard operante, senza dispositivi esterni. </td></tr><tr><td> Plexiglas </td><td> Hardware negozio locale </td><td> N / A </td><td> Importo: 1 foglio Tagli in dimensione corretta per adattarsi nella camera. </td></tr><tr><td> Calotte di protezione per tubi in PVC </td><td> Hardware negozio locale </td><td> N / A </td><td> Importo: 2 tazza di installazione / profumo. </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> REAGENTI</td></tr><tr><td> Sabbia </td><td> Hardware negozio locale </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Varie spezie </td><td> Fruttivendolo locale </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Rinforzo </td><td> Fruttivendolo locale </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> * Attrezzature in lista per la costruzione per camera. </td></tr></table>

the dig task: a simple scent discrimination reveals deficits following frontal brain damage

Il deficit cognitivo è la causa più frequente di disabilità nell&#39;uomo dopo danno cerebrale, ma i compiti comportamentali utilizzati per valutare la cognizione in modelli di roditori di danno cerebrale è carente. Prendendo in prestito dalla letteratura operante nostro laboratorio utilizzato un paradigma di base discriminazione profumo 1-4 al fine di valutare i deficit nei ratti frontalmente-feriti. In precedenza abbiamo brevemente descritto il compito Dig e ha dimostrato che i topi con danni cerebrali frontale mostrano gravi deficit attraverso più test con il compito 5. Qui vi presentiamo un protocollo più dettagliato per questo compito. I ratti vengono posti in una camera e possono discriminare tra due sabbie profumati, una delle quali contiene un rinforzo. Il processo termina dopo il ratto sia discrimina correttamente (definito come scavare nella sabbia corretta profumato), discrimina in modo non corretto, o 30 trascorre sec. I ratti che discriminano correttamente possono recuperare e consumare il rinforzo. I ratti che discriminate erroneamente vengono immediatamente rimossi dalla camera. Questo può continuare attraverso una varietà di inversioni e profumi nuovi. L&#39;analisi primaria è la precisione per ogni abbinamento profumo (percentuale cumulativa corretta per ogni profumo). I risultati generali del compito Dig suggeriscono che si tratta di una semplice preparazione sperimentale in grado di valutare i deficit nei ratti con danno bilaterale frontale corticale rispetto ai ratti con danno parietale unilaterale. Il compito Dig può essere facilmente incorporato in una batteria di test esistente cognitiva. L&#39;uso di più compiti come questo può portare ad analisi più accurate di lesioni frontale seguente funzione, che può portare ad opzioni terapeutiche per il trattamento. Tutti gli usi degli animali è stata effettuata conformemente ai protocolli approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale uso.

Ci sono due principali variabili che possono essere registrate nel compito Dig: Corretto / Sbagliato e latenza. Tuttavia, non le risposte possono anche essere registrati e analizzati in quanto può essere importante quando si considera la motivazione. Questi possono essere usati per generare misure di analisi quali precisione (prove # corrette / totale), la risposta di polarizzazione 11, e la latenza. Queste misure possono essere usati per valutare diversi tipi di apprendimento, a seconda del progetto dell&#39;esperimento (vedi note aggiuntive sopra). Pretesting degli animali consente di inquadrare valutare la memoria di una discriminazione apprese. Riprese di discriminazione apprese permettono un ricercatore per vedere come un animale in grado di adattarsi ad un evento che cambia. L&#39;apprendimento di nuove discriminazioni permette ai ricercatori di confrontare l&#39;apprendimento in diversi abbinamenti profumo e valutare la capacità di apprendimento romanzo. A seconda del disegno dello studio (vedi note aggiuntivi di cui sopra), queste misure possono essereanalizzati in un disegno a misure ripetute o può essere compresso in una singola variabile. In precedenza, siamo crollati precisione in una misura della percentuale cumulativa corretta al fine di analizzare ogni discriminazione profumo separatamente 5. Questo è avvenuto sommando il numero di discriminazioni corrette e dividendolo per il numero totale di prove per ogni discriminazione. Una serie di sola andata tra soggetti di analisi della varianza (ANOVA), sono stati poi utilizzati per esaminare le differenze di gruppo per ogni post-infortunio discriminazione profumo. Tuttavia, più potenza può essere ottenuta per l&#39;analisi utilizzando tecniche statistiche avanzate come mista modellazione effetti. Una alternativa è quella di utilizzare il segnale di rilevamento teoria per l&#39;analisi dei dati. Questo è un approccio popolare nel processo decisionale umano letteratura e consente al ricercatore di esaminare la maggior parte dei dati da un dato soggetto in un unico grafico e rapidamente valutare il grado di accuratezza, polarizzazione, e deficit 12. Scelta di approccio analitico sarà largely guidata da domanda sperimentale, se si vuole confrontare tra tipi di apprendimento, di valutare un solo tipo di apprendimento, o di applicare un approccio decisionale ai dati. A seguito di lesione cerebrale frontale bilaterale, il nostro laboratorio ha trovato che i topi soffrono forti disavanzi sotto quasi tutti i tipi di apprendimento in questo compito. Frontalmente animali feriti-ha mostrato un deficit di memoria per una discriminazione precedentemente appreso e difficoltà di apprendimento l&#39;inversione di tale accoppiamento profumo (Figura 3). Animali frontali anche avuto difficoltà ad imparare nuove discriminazioni (Figura 3). In conformità con la ricerca precedente 13, c&#39;era anche un forte aumento della variabilità negli animali feriti frontalmente (Figura 3). Al contrario, le lesioni parietali unilaterali nel nostro laboratorio hanno dimostrato alcun deficit in tutte le discriminazioni in questo compito. Ratti unilaterali non hanno mostrato deficit di memory per una discriminazione precedentemente appreso e acquisito anche la discriminazione inversione molto rapidamente (Figura 4). Hanno imparato nuovi abbinamenti profumo molto rapidamente e (Figura 4). Inoltre, la variabilità all&#39;interno del gruppo unilateralmente-feriti era molto basso, con la maggior parte dei topi funzionamento ottimale del compito. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50033/50033fig1.jpg" /> Figura 1. Prova nel nostro laboratorio è stato condotto in una banca di camere standard, operante (Med Associates Inc.) che sono stati concepiti per essere utilizzati in questo compito da rimuovendo quattro consecutivi piano-bar di aprire lo spazio per due tazze profumo. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/50033/50033fig2.jpg" /> Figura 2. Prova nel nostro laboratorio utilizzati tubi in PVC-end caps (6 cm di altezza e 5,5 cm di diametro) come c profumoup e un pezzo di plexiglas (10 x 22 cm) con due fori circolari (5,5 cm di diametro) come il portabicchiere profumo. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50033/50033fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50033/50033fig3.jpg" /> Figura 3. Questo grafico mostra le prestazioni tipiche di Sham (blu) vs frontalmente-feriti (rosso) ratti attraverso diverse fasi di test in due diversi formati. Nel pannello A, i dati vengono rappresentati come un grafico a barre con punti bianchi rappresentano punti di dati per topi individuali in ciascun gruppo. Nel pannello B, gli stessi dati sono rappresentati graficamente in un grafico a linee. Non c&#39;è stata differenza sul pre-infortunio acquisizione discriminazione. Tuttavia, a seguito di lesioni e sulla discriminazione stessa, topi finti esibirsi al 93% per cento cumulato corretto mentre i topi feriti esibirsi al 65% per cento cumulato corretto. Quando una inversione della discriminazione è stato somministrato, injratti rato scendere al di sotto delle prestazioni caso. Allo stesso modo, su una discriminazione profumo romanzo ratti frontalmente-feriti ha avuto difficoltà ad imparare l&#39;associazione romanzo e siamo stati al di sotto delle prestazioni occasione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50033/50033fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50033/50033fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50033/50033fig4.jpg" /> Figura 4. Questo grafico mostra le prestazioni tipiche di Sham (blu) vs unilaterali parietally-feriti ratti (verde) in diverse fasi di test in due formati differenti. Nel pannello A, i dati vengono rappresentati come un grafico a barre con punti bianchi rappresentano punti di dati per topi individuali in ciascun gruppo. Nel pannello B, gli stessi dati sono rappresentati graficamente in un grafico a linee. Non vi è alcuna differenza tra i gruppi su una qualsiasi delle discriminazioni. Unilateralmente-inratti jured eseguita a o, in alcuni casi, leggermente superiore a quello dei livelli fittizi seguenti lesioni. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50033/50033fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> .

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The Dig Task: A Simple Scent Discrimination Reveals Deficits Following Frontal Brain Damage

In questo protocollo, una nuova applicazione di discriminazione profumo è descritto. Il compito Dig è un compito ragionevolmente economico che può essere utilizzato per valutare la cognizione frontalmente-mediata dopo danno cerebrale.

Il compito Dig: Un profumo semplice discriminazione rivela deficit in seguito al danneggiamento frontale del cervello

Cognitive impairment is the most frequent cause of disability in humans following brain damage, yet the behavioral tasks used to assess cognition in ...

the-dig-task-simple-scent-discrimination-reveals-deficits-following

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.5K Views.  Southern Illinois University at Carbondale. In questo protocollo, una nuova applicazione di discriminazione profumo è descritto. Il compito Dig è un compito ragionevolmente economico che può essere utilizzato per valutare la cognizione frontalmente-mediata dopo danno cerebrale.

Video: The Dig Task: A Simple Scent Discrimination Reveals Deficits Following Frontal Brain Damage

The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended upon this work to develop a simple quantitative measure of forepaw dexterity that is sensitive to lateralized impairments and age-dependent changes. Rodents learn skillful forepaw and digit movements to manage thin pasta pieces, which they eagerly consume. We have previously described methods for quantifying vermicelli handling in rats and showed that the measures are very sensitive to forelimb impairments resulting from unilateral ischemic lesions, middle cerebral artery occlusions and unilateral striatal dopamine depletion [Allred, R.P., Adkins, D.L., Woodlee, M.T., Husbands, L.C., Maldonado M.A., Kane, J.R., Schallert, T. &amp; Jones, T.A. The Vermicelli Handling Test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats. J. Neurosci. Methods 170, 229-244 (2008)]. Here we present a more detailed protocol for this test in rats and compare it with a newly developed version for mice, the Capellini Handling Test. Rats and mice are videotaped while handling short lengths of uncooked vermicelli or capellini pasta, respectively, with a camera positioned to optimize the view of paw movements. Slow motion video playback allows for the identification of forepaw adjustments, defined as any distinct removal and replacement of the paw, or of any number of digits, on the pasta piece after eating commences. Forepaw adjustments per piece are averaged over trials per each testing session. Repeated testing permits sensitive quantitative analysis of changes in forepaw dexterity over time. Protocols for pre-testing habituation and handling practice, as well as procedures for characterizing atypical handling patterns, are described. Because rats and mice perform the pasta handling tests slightly differently, species-specific differences in administration and scoring of these tests are highlighted. All animal use was in accordance with protocols approved by the University of Texas at Austin Animal Care and Use Committee.

The Vermicelli and Capellini Handling Tests of forepaw dexterity take advantage of the natural inclination of rodents to manipulate food items using skillful forepaw and digit movements. Animals are videotaped while handling short strands of uncooked dry pasta. Slow motion video playback allows for the quantification of forepaw adjustments.

I vermicelli e test Manipolazione Capellini: Semplici misure quantitative della funzione zampe anteriori abile nel ratto e nel topo

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended ...

Ricerca

Neuroscienze

Chromatin Immunoprecipitation from Dorsal Root Ganglia Tissue following Axonal Injury

Axons in the central nervous system (CNS) do not regenerate while those in the peripheral nervous system (PNS) do regenerate 
to a limited extent after injury (Teng et al., 2006). It is recognized that transcriptional programs essential for neurite and axonal outgrowth are 
reactivated upon injury in the PNS (Makwana et al., 2005). However the tools available to analyze neuronal gene regulation in vivo are limited and 
often challenging.
The dorsal root ganglia (DRG) offer an excellent injury model system because both the CNS and PNS are innervated by a 
bifurcated axon originating from the same soma. The ganglia represent a discrete collection of cell bodies where all transcriptional events occur, 
and thus provide a clearly defined region of transcriptional activity that can be easily and reproducibly removed from the animal. Injury of nerve 
fibers in the PNS (e.g. sciatic nerve), where axonal regeneration does occur, should reveal a set of transcriptional programs that are distinct from 
those responding to a similar injury in the CNS, where regeneration does not take place (e.g. spinal cord). Sites for transcription factor binding, 
histone and DNA modification resulting from injury to either PNS or CNS can be characterized using chromatin immunoprecipitation (ChIP). 
Here, we describe a ChIP protocol using fixed mouse DRG tissue following axonal injury. This powerful combination provides a means for characterizing the pro-regeneration chromatin environment necessary for promoting axonal regeneration.

We present a method for chromatin immunoprecipitation from dorsal root ganglia tissue following axonal injury. The approach can be used to identify specific transcription factor binding sites and epigenetic modification of histone and DNA important for the regeneration of injured axons in both the peripheral and central nervous system.

Immunoprecipitazione della cromatina dal tessuto dei gangli dorsali seguenti danno assonale

Axons in the central nervous system (CNS) do not regenerate while those in the peripheral nervous system (PNS) do regenerate 
to a limited extent after ...

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#039;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

Morris Maze prova d&#39;acqua per deficit di apprendimento e memoria in topi modello della malattia di Alzheimer

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological impairments 1. Two pervasive and disabling symptoms experienced by TBI survivors, memory deficits and a reduction in seizure threshold, are thought to be mediated by TBI-induced hippocampal dysfunction 2,3. In order to demonstrate how altered hippocampal circuit function adversely affects behavior after TBI in mice, we employ lateral fluid percussion injury, a commonly used animal model of TBI that recreates many features of human TBI including neuronal cell loss, gliosis, and ionic perturbation 4-6.
	Here we demonstrate a combinatorial method for investigating TBI-induced hippocampal dysfunction. Our approach incorporates multiple ex vivo physiological techniques together with animal behavior and biochemical analysis, in order to analyze post-TBI changes in the hippocampus. We begin with the experimental injury paradigm along with behavioral analysis to assess cognitive disability following TBI. Next, we feature three distinct ex vivo recording techniques: extracellular field potential recording, visualized whole-cell patch-clamping, and voltage sensitive dye recording. Finally, we demonstrate a method for regionally dissecting subregions of the hippocampus that can be useful for detailed analysis of neurochemical and metabolic alterations post-TBI.
	These methods have been used to examine the alterations in hippocampal circuitry following TBI and to probe the opposing changes in network circuit function that occur in the dentate gyrus and CA1 subregions of the hippocampus (see Figure 1). The ability to analyze the post-TBI changes in each subregion is essential to understanding the underlying mechanisms contributing to TBI-induced behavioral and cognitive deficits. 
	The multi-faceted system outlined here allows investigators to push past characterization of phenomenology induced by a disease state (in this case TBI) and determine the mechanisms responsible for the observed pathology associated with TBI.

A multi-faceted approach to investigating functional changes to hippocampal circuitry is explained. Electrophysiological techniques are described along with the injury protocol, behavioral testing and regional dissection method. The combination of these techniques can be applied in similar fashion for other brain regions and scientific questions.

Indagini su Alterazioni della funzione del circuito ippocampale seguito lieve trauma cranico

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

A Simple Alternative to Stereotactic Injection for Brain Specific Knockdown of miRNA

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression. In the brain, vital processes like neurodevelopment and neuronal functions depend on the correct expression of microRNAs. Perturbation of microRNAs in the brain can be used to model neurodegenerative diseases by modulating neuronal cell death. Currently, stereotactic injection is used to deliver miRNA knockdown agents to specific location in the brain. Here, we discuss strategies to design antagomirs against miRNA with locked nucleotide modifications (LNA). Subsequently describe a method for brain specific delivery of antagomirs, uniformly across different regions of the brain. This method is simple and widely applicable since it overcomes the surgery, associated injury and limitation of local delivery in stereotactic injections. We prepared a complex of neurotropic, cell-penetrating peptide Rabies Virus Glycoprotein (RVG) with antagomir against miRNA-29 and injected through tail vein, to specifically deliver in the brain. The antagomir design incorporated features that allow specific targeting of the miRNA and formation of non-covalent complexes with the peptide. The knock-down of the miRNA in neuronal cells, resulted in apoptotic cell death and associated behavioural defects. Thus, the method can be used for acute models of neuro-degeneration through the perturbation of miRNAs.

MicroRNAs play crucial roles in the brain and are potential targets for modeling neuro-degeneration. However, perturbing miRNA levels is challenging due to the short length of miRNA and inaccessibility of the brain tissue. This video presents a method for antagomir design and brain specific delivery using a neuropeptide in mice.

Una alternativa semplice per iniezione stereotassica per Brain Knockdown specifico miRNA

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression.  In the brain, vital processes like neurodevelopment and neuronal functions depend on the ...

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We demonstrate a simple way to tap into the fly reward system, modify experiences related to natural reward, and use voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states. The approach serves as a relevant tool to study the neurons and genes that play a role in experience-mediated changes of internal state. The protocol is composed of two discrete parts: exposing the flies to rewarding and nonrewarding experiences, and assaying voluntary ethanol consumption as a measure of the motivation to obtain a drug reward. The two parts can be used independently to induce the modulation of experience as an initial step for further downstream assays or as an independent two-choice feeding assay, respectively. The protocol does not require a complicated setup and can therefore be applied in any laboratory with basic fly culture tools.

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for inducing rewarding and nonrewarding experiences in fruit flies (Drosophila melanogaster) using voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states.

Un modo semplice per misurare alterazioni in ricompensa il comportamento di ricerca Utilizzando<em&gt; Drosophila melanogaster</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

High Resolution Quantitative Synaptic Proteome Profiling of Mouse Brain Regions After Auditory Discrimination Learning

The molecular synaptic mechanisms underlying auditory learning and memory remain largely unknown. Here, the workflow of a proteomic study on auditory discrimination learning in mice is described. In this learning paradigm, mice are trained in a shuttle box Go/NoGo-task to discriminate between rising and falling frequency-modulated tones in order to avoid a mild electric foot-shock. The protocol involves the enrichment of synaptosomes from four brain areas, namely the auditory cortex, frontal cortex, hippocampus, and striatum, at different stages of training. Synaptic protein expression patterns obtained from trained mice are compared to na&#239;ve controls using a proteomic approach. To achieve sufficient analytical depth, samples are fractionated in three different ways prior to mass spectrometry, namely 1D SDS-PAGE/in-gel digestion, in-solution digestion and phospho-peptide enrichment. 
High-resolution proteomic analysis on a mass spectrometer and label-free quantification are used to examine synaptic protein profiles in phospho-peptide-depleted and phospho-peptide-enriched fractions of synaptosomal protein samples. A commercial software package is utilized to reveal proteins and phospho-peptides with significantly regulated relative synaptic abundance levels (trained/na&#239;ve controls). Common and differential regulation modes for the synaptic proteome in the investigated brain regions of mice after training were observed. Subsequently, meta-analyses utilizing several databases are employed to identify underlying cellular functions and biological pathways.

The identification of molecules and pathways controlling synaptic plasticity and memory is still a major challenge in neuroscience. Here, a workflow is described addressing the relative quantification of synaptic proteins supposedly involved in the molecular reorganization of synapses during learning and memory consolidation in an auditory learning paradigm.

Alta risoluzione Quantitative Synaptic Proteome profiling di cervello di topo Regioni Dopo uditiva discriminazione Learning

The molecular synaptic mechanisms underlying auditory learning and memory remain largely unknown. Here, the workflow of a proteomic study on auditory ...

Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful analysis of synaptic transmission modulation when performing field potential or intracellular recordings. This manuscript describes methodological aspects that might be helpful in improving experimental conditions for the maintenance of acute brain slices and for recording field excitatory postsynaptic potentials in a commercially available submersion chamber with an outflow-carbogenation unit. The outflow-carbogenation helps to stabilize the oxygen level in experiments that rely on the recycling of a small buffer reservoir to enhance the cost-efficiency of drug experiments. In addition, the manuscript presents representative experiments that examine the effects of different carbogenation modes and stimulation paradigms on the activity-dependent synaptic plasticity of synaptic transmission.

This protocol describes the stabilization of the oxygen level in a small volume of recycled buffer and methodological aspects of recording activity-dependent synaptic plasticity in submerged acute hippocampal slices.

Registrazione di plasticità sinaptica in fettine ippocampali Acute mantenuti in un piccolo volume riciclaggio - aspersione- e sistema di immersione-tipo camera

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful ...

Measurement &amp; Analysis of the Temporal Discrimination Threshold Applied to Cervical Dystonia

The temporal discrimination threshold (TDT) is the shortest time interval at which an observer can discriminate two sequential stimuli as being asynchronous (typically 30-50 ms). It has been shown to be abnormal (prolonged) in neurological disorders, including cervical dystonia, a phenotype of adult onset idiopathic isolated focal dystonia. The TDT is a quantitative measure of the ability to perceive rapid changes in the environment and is considered indicative of the behavior of the visual neurons in the superior colliculus, a key node in covert attentional orienting. This article sets out methods for measuring the TDT (including two hardware options and two modes of stimuli presentation). We also explore two approaches of data analysis and TDT calculation. The application of the assessment of temporal discrimination to the understanding of the pathogenesis of cervical dystonia and adult onset idiopathic isolated focal dystonia is also discussed.

Methods for the measurement and analysis of the temporal discrimination threshold are presented, and its application to the study of the pathogenesis of cervical dystonia are discussed.

La misura e l'analisi della soglia di discriminazione temporale applicata alla distonia cervicale

The temporal discrimination threshold (TDT) is the shortest time interval at which an observer can discriminate two sequential stimuli as being ...

A Simple and Reproducible Method to Prepare Membrane Samples from Freshly Isolated Rat Brain Microvessels

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic barrier tissue that responds to various pathophysiological and pharmacological stimuli. Such changes resulting from these stimuli can greatly modulate drug delivery to the brain and, by extension, cause considerable challenges in the treatment of central nervous system (CNS) diseases. Many BBB changes that affect pharmacotherapy, involve proteins that are localized and expressed at the level of endothelial cells. Indeed, such knowledge on BBB physiology in health and disease has sparked considerable interest in the study of these membrane proteins. From a basic science research standpoint, this implies a requirement for a simple but robust and reproducible method for isolation of microvessels from brain tissue harvested from experimental animals. In order to prepare membrane samples from freshly isolated microvessels, it is essential that sample preparations be enriched in endothelial cells but limited in the presence of other cell types of the neurovascular unit (i.e., astrocytes, microglia, neurons, pericytes). An added benefit is the ability to prepare samples from individual animals in order to capture the true variability of protein expression in an experimental population. In this manuscript, details regarding a method that is utilized for isolation of rat brain microvessels and preparation of membrane samples are provided. Microvessel enrichment, from samples derived, is achieved by using four centrifugation steps where dextran is included in the sample buffer. This protocol can easily be adapted by other laboratories for their own specific applications. Samples generated from this protocol have been shown to yield robust experimental data from protein analysis experiments that can greatly aid the understanding of BBB responses to physiological, pathophysiological, and pharmacological stimuli.

Here, a method for isolation of rat brain microvessels and for the preparation of membrane samples is described. This protocol has the clear advantage of producing enriched microvessel samples with acceptable protein yield from individual animals. Samples can then be used for robust protein analyses at the brain microvascular endothelium.

Un metodo semplice e riproducibile per preparare campioni di membrana da microvasi cerebrali appena isolati del ratto

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic barrier tissue that responds to various pathophysiological and pharmacological stimuli. Such changes resulting ...