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

I seguenti metodi sono conformi con i protocolli approvati dalla Università del Texas a Austin e Illinois Wesleyan cura degli animali e uso Comitati. Si raccomanda che i ricercatori sia indossare guanti o prendere le opportune precauzioni (lavarsi le mani prima e dopo) quando si impegnano in formazione comportamentale con qualsiasi animale da laboratorio. I guanti devono essere indossati quando si maneggia animali in preparazione e durante l&#39;intervento chirurgico. 1. Assuefazione e la restrizione alimentare NOTA: il PMRT è un compito appetitiva, è utile per limitare la quantità e la tempistica di alimentare prima dell&#39;inizio della formazione, al fine di motivare la risposta di raggiungere e prevenire sazietà durante gli allenamenti. <ol><li> Topi posto su un programma di alimentazione limitata a partire almeno 1 settimana prima dell&#39;inizio della formazione compito. Pesare ogni mouse prima dell&#39;inizio della restrizione alimentare per stabilire i pesi liberi-alimentazione, che sono determinati come thI pesi di ciascun animale, il primo giorno di alimentazione ristretta. <ol><li> Feed topi volta al giorno, ogni topo ricevente ~ 2,5 g di roditore cibo standard al giorno (per esempio, se ci sono 4 topi alloggiati in una gabbia, la gabbia riceverà 10 g di alimento al giorno). Assicurarsi alimentazione avviene allo stesso tempo ogni giorno, preferibilmente al momento allenamenti giornaliero si prevede di concludere. </li><li> Pesare animali regolarmente per garantire che nessun mouse perde più del 10% del loro peso libero al seno. NOTA: Regolare la quantità di cibo quotidiana di conseguenza per favorire un adeguato mantenimento del peso. I topi di solito aumentano di peso alla loro scadenza, anche con costanti topi restrizione alimentare rimangono sulla restrizione alimentare per la durata del PMRT formazione / valutazione. </li></ol></li><li> Esporre animali piccoli pezzi di pasta (tagliato a 1,6 cm) nella loro gabbia casa diverse volte prima di formazione al fine di superare le risposte neophobic. NOTA: in genere 5-10 giorni di esposizione sono sufficienti, con circa 4 pezzi per il mouse disposizionided ad ogni poppata. </li><li> Tagliare pezzi di pasta di dimensioni (3,2 cm) con una lama di rasoio. NOTA: Si raccomanda che un eccesso di pezzi di pasta vengono tagliati prima di iniziare l&#39;addestramento del giorno e pezzi inutilizzati conservati in un contenitore ermetico. Pasta Capellini è usato per riempire la matrice. Come diverse marche di pasta variano in consistenza e diametro, che potrebbe influenzare la stabilità della pasta nella matrice o la quantità di forza necessaria per i topi di rompere la pasta, è consigliabile DeCecco marchio paste essere utilizzato per tutta la formazione e test. </li><li> Mettere crudi pezzi di pasta capellini nella matrice pasta, riempiendo tutti i buchi disponibili nella matrice (Figura 1A). </li><li> Abituare topi alla camera di prova con una matrice di pasta piena posta di fronte (Figura 1A) e vari pezzi di pasta da mangiare sul fondo della camera di prova. Abituare i topi per 3 sedute di 5-10 min. NOTA: I topi non dovrebbero essere incoraggiati a raggiungere per la pasta durante habituazione di formazione. I topi di solito iniziano a mostrare interesse per la pasta che si trova al di fuori della camera di raggiungere entro annusando attraverso l&#39;apertura. E &#39;possibile abituare due compagni di gabbia in un&#39;unica camera se desiderato, ma i topi dovrebbe essere configurato e addestrato singolarmente. Tutte le superfici devono essere pulite con etanolo al 70% o una simile soluzione disinfettante sicuro prima e dopo ogni animale viene posta nell&#39;apparecchio comportamentale. </li></ol> 2. Shaping Reach <ol><li> Determinare arto preferito di ogni animale da plasmare portata in 3-5 prove per la formatura una volta al giorno. Permesso topi da raggiungere per 10 minuti per un totale di 10 volte, che si verifica per primo. <ol><li> Posizionare topi singolarmente nella camera di prova con una matrice di pasta pieno in fronte alla camera come nella formazione assuefazione (Figura 1A). </li><li> Registrare il numero di portate con ogni arto, che indica il numero di portate aventi diritto e gli arti di sinistra separatamente. Definire una portata come estensionedell&#39;arto attraverso l&#39;apertura di raggiungere tale che il polso rompe il piano di sezione; non è necessario che la portata ad essere rivolto verso o prendere contatto con la pasta. </li></ol></li><li> Contenere diversi pezzi di pasta appena all&#39;interno della camera attraverso l&#39;apertura raggiungimento di incoraggiare topi che sono riluttanti a raggiungere. Disegnare i pezzi di pasta quando il mouse mostra interesse (ad esempio sniffing, mordere), incoraggiandoli così a raggiungere dopo i pezzi di pasta in ritirata. Se i topi non mostrano inizialmente interesse per la pasta secca, quindi bagnare le punte dei pezzi di pasta in una piccola tazza di acqua calda per renderli più appetibili. </li><li> Determinare preferenza arto quando un mouse presenta un minimo del 70% dei loro raggiunge quotidiani un singolo arto. Non a un eccesso di forme animali, come questo può limitare la quantità di apprendimento osservati durante la fase di formazione dei compiti che raggiungono 17. Iniziare la formazione PMRT una volta sono a forma di topo. NOTA: La formazione può essere avviato non appena il next giorno, ma è anche accettabile aspettare diversi giorni tra la modellatura e procedure di formazione. </li></ol> Formazione 3. Raggiungere <ol><li> Topi treno una volta al giorno prima di insulto al fine di stabilire la competenza sulla PMRT. NOTA: Ogni prova è costituito da un massimo di 15 min o 100 raggiunge contato dall&#39;osservatore (successo e insuccesso), a seconda di quale si verifica prima. I topi sono addestrati per raggiungere solo con il loro arto preferito. I topi tollerano due prove al giorno, se un paradigma di formazione più intenso si desidera 18. <ol><li> Topi posto nella camera di prova con una matrice mezzo pieno posta di fronte (Figura 1B). Topi treno per raggiungere solo con il loro arto preferito riempiendo solo lato della matrice controlaterale all&#39;arto preferito da topi raggiungono attraverso la linea mediana del corpo. Lasciare la porzione della matrice corrispondente all&#39;arto unpreferred Vacanti per scoraggiare i tentativi retrattili con tale parte (che non sarebbe successful perché non riescono a raggiungere la pasta) e favorire raggiungere solo con l&#39;arto preferito. </li></ol></li><li> Mettere una piccola quantità di pressione sulla pasta mentre è nella matrice per aiutare topi rompere con successo pezzi durante gli allenamenti primi. Non rompere i pezzi di pasta per il mouse. Ottenere ciò tenendo uno o due pezzi di pasta leggermente dietro e perpendicolare al bersaglio raggiungendo previsto. Questa piccola quantità di supporto aiuta a stabilizzare la pasta sottile, che è abbastanza flessibile e difficile per i topi da afferrare come sono inizialmente imparando il compito. </li><li> Registrare il numero totale di portate, il numero di portate di successo, e le posizioni di portate di successo. Raggiunge successo richiedono il mouse per raggiungere attraverso l&#39;apertura, afferrare un pezzo di pasta, e rompere il pezzo di pasta per rimuoverlo dalla matrice. NOTA: i pezzi di pasta non devono essere sostituiti nella matrice fino a dopo il processo è terminato. All&#39;inizio della formazione, i topi non si rompono molti pezzi di pasta. </li><li> Topi treno sulla PMRT di competenza, che è definita come almeno 3 giorni (e fino a 5 giorni) di prestazioni costanti (rottura almeno 9 pezzi di pasta con non più di 2 più o meno pezzi per giorni). Spesso ci vogliono tra 15-20 giorni per formare giovani topi adulti di competenza. </li></ol> 4. Formazione Arto meno colpite <ol><li> Addestrare l&#39;arto meno colpite (ad esempio, l&#39;arto unpreferred pre-operatoria) che inizia quattro giorni dopo insulto ischemico alla corteccia motoria controlaterale all&#39;arto raggiungimento preferito (vedi Figura 2 per chiarimenti su arti colpiti / e preferita less-affected/unpreferred) . Somministrare 15 min o di formazione professionale 100-portata sedute una volta al giorno. <ol><li> Rimuovere la prima colonna di pasta (cioè la colonna verticale più mediale si estende dall&#39;apertura portata) per la prima settimana di formazione arto inferiore colpite al fine di garantire che raggiunge precoce con l&#39;arto interessato non hanno successo. </li><li&gt; Topi posto nella camera di raggiungere con la matrice dimezzati posto davanti. Assicurarsi che la metà piena della matrice è opposto del pre-operatoria riempita mezzo, che costringerà i topi per raggiungere ora con meno colpite (unpreferred) arto. </li></ol></li><li> Incoraggiare raggiungere con l&#39;arto meno colpite, rafforzando l&#39;estensione di tale parte attraverso l&#39;apertura di raggiungere. Quando i topi estendere l&#39;arto meno colpite nei primi giorni di luogo di formazione di un piccolo (1/2 pezzo) di pasta sul pavimento della camera di raggiungere, indipendentemente dal fatto che la portata è successo. </li><li> Conta solo quelle raggiunge fatte con l&#39;arto meno colpite verso la portata totale 100. Non contare i tentativi furtivi con l&#39;arto colpito verso il numero totale di portate. </li><li> Riportare la colonna verticale più mediale di pasta alla matrice dopo i primi 7 giorni di allenamento degli arti inferiori colpite. </li><li> Registrare il numero di portate, il numero di portate di successo, e le posizioni dei succraggiunge essful. NOTA: I dati possono essere analizzati per osservare le differenze nel raggiungimento modelli con l&#39;arto meno colpite, ma non sono stati precedentemente riportati. </li></ol> Analisi 5. Tendere Determinare l&#39;impatto dei meno colpiti uso dell&#39;arto sul recupero della funzionalità dell&#39;arto interessato valutando l&#39;arto interessato il compito PMRT seguente formazione arto meno colpite. Tale valutazione avviene dopo il numero desiderato di meno colpiti giornate di formazione degli arti sono completa (in genere 14 giorni). <ol><li> Posizionare la matrice di fronte alla camera, orientato in modo identico a procedure di formazione (cioè, con la metà della matrice controlaterale all&#39;arto preferito riempito). NOTA: Questo costringe i topi di raggiungere con il loro affetto (e in precedenza preferito) arto. </li><li> Registrare il numero totale di portate, il numero di portate di successo, e le posizioni di portate di successo da confrontare con i livelli di prestazione pre-corsa. Non sondare le prestazioni dil&#39;arto interessato durante l&#39;allenamento degli arti inferiori colpiti da queste sonde arto interessato può funzionare come sessioni di formazione che potrebbero influire recupero dell&#39;arto interessato. </li></ol>

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	<li>Branchi, I., Ricceri, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+and+knock-out+mouse+pups:+the+growing+need+for+behavioral+analysis.">Transgenic and knock-out mouse pups: the growing need for behavioral analysis.</a> Genes Brain and Behavior. 1 (3), 135-141 (2002).</li><li>Bucan, M., Abel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse:+Genetics+meets+behaviour.">The mouse: Genetics meets behaviour.</a> Nature Reviews Genetics. 3 (2), 114-123 (2002).</li><li>Tennant, K. A., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+behavioral+effects+of+endothelin-1+induced+small+cortical+infarcts+in+C57BL/6+mice.">Sensorimotor behavioral effects of endothelin-1 induced small cortical infarcts in C57BL/6 mice.</a> J. Neurosci. Methods. 181 (1), 18-26 (2009).</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+organization+of+the+forelimb+representation+of+the+C57BL/6+mouse+motor+cortex+as+defined+by+intracortical+microstimulation+and+cytoarchitecture.">The organization of the forelimb representation of the C57BL/6 mouse motor cortex as defined by intracortical microstimulation and cytoarchitecture.</a> Cerebral Cortex. 21 (4), 865-876 (2011).</li><li>Zhang, L., 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=A+test+for+detecting+long-term+sensorimotor+dysfunction+in+the+mouse+after+focal+cerebral+ischemia.">A test for detecting long-term sensorimotor dysfunction in the mouse after focal cerebral ischemia.</a> J. Neurosci. Methods. 117 (2), 207-214 (2002).</li><li>Li, X. L., Blizzard, K. K., Zeng, Z. Y., DeVries, A. C., Hurn, P. D., McCullough, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+behavioral+testing+after+focal+ischemia+in+the+mouse:+functional+recovery+and+the+effects+of+gender.">Chronic behavioral testing after focal ischemia in the mouse: functional recovery and the effects of gender.</a> Exp. Neurol. 187 (1), 94-104 (2004).</li><li>Bouet, V., Freret, T., Toutain, J., Divoux, D., Boulouard, M., Schumann-Bard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+and+cognitive+deficits+after+transient+middle+cerebral+artery+occlusion+in+the+mouse.">Sensorimotor and cognitive deficits after transient middle cerebral artery occlusion in the mouse.</a> Exp. Neurol. 203 (2), 555-567 (2007).</li><li>Krakauer, J. W., Carmichael, S. T., Corbett, D., Wittenberg, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+Neurorehabilitation+Right:+What+Can+Be+Learned+From+Animal+Models.">Getting Neurorehabilitation Right: What Can Be Learned From Animal Models.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 26 (8), 923-931 (2012).</li><li>Taub, E., Uswatte, G., Mark, V. W., Morris, D. M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+learned+nonuse+phenomenon:+implications+for+rehabilitation.">The learned nonuse phenomenon: implications for rehabilitation.</a> Europa Medicophysica. 42 (3), 241-256 (2006).</li><li>Taub, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+brain+plasticity+through+behavioral+techniques+to+produce+new+treatments+in+neurorehabilitation.">Harnessing brain plasticity through behavioral techniques to produce new treatments in neurorehabilitation.</a> Am. Psychol. 59 (8), 692-704 (2004).</li><li>Allred, R. P., Maldonado, M. A., Hsu, J. E., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Training+the+"less-affected"+forelimb+after+unilateral+cortical+infarcts+interferes+with+functional+recovery+of+the+impaired+forelimb+in+rats.">Training the "less-affected" forelimb after unilateral cortical infarcts interferes with functional recovery of the impaired forelimb in rats.</a> Restorative Neurol. Neurosci. 23 (5-6), 297-302 (2005).</li><li>Allred, R. P., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maladaptive+effects+of+learning+with+the+less-affected+forelimb+after+focal+cortical+infarcts+in+rats.">Maladaptive effects of learning with the less-affected forelimb after focal cortical infarcts in rats.</a> Exp. Neurol. 210 (1), 172-181 (2008).</li><li>Kerr, A. L., Wolke, M. L., Bell, J. A., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-stroke+protection+from+maladaptive+effects+of+learning+with+the+non-paretic+forelimb+by+bimanual+home+cage+experience+in+C57BL/6+mice.">Post-stroke protection from maladaptive effects of learning with the non-paretic forelimb by bimanual home cage experience in C57BL/6 mice.</a> Behav. Brain Res. 252, 180-187 (2013).</li><li>Taub, E., 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=Method+for+enhancing+real-world+use+of+a+more+affected+arm+in+chronic+stroke:+transfer+package+of+constraint-induced+movement+therapy.">Method for enhancing real-world use of a more affected arm in chronic stroke: transfer package of constraint-induced movement therapy.</a> Stroke. 44 (5), 1383-1388 (2013).</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=Age-dependent+reorganization+of+peri-infarct+"premotor"+cortex+with+task-specific+rehabilitative+training+in+mice.">Age-dependent reorganization of peri-infarct "premotor" cortex with task-specific rehabilitative training in mice.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. , (2014).</li><li>Binkofski, F., Seitz, R. J., Hacklander, T., Pawelec, D., Mau, J., Freund, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+of+motor+functions+following+hemiparetic+stroke:+A+clinical+and+magnetic+resonance-morphometric+study.">Recovery of motor functions following hemiparetic stroke: A clinical and magnetic resonance-morphometric study.</a> Cerebrovascular Diseases. 11 (3), 273-281 (2001).</li><li>Xu, 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=Rapid+formation+and+selective+stabilization+of+synapses+for+enduring+motor+memories.">Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories.</a> Nature. 462 (7275), 915-919 (2009).</li><li>Bell, J. A., Wolke, M. L., Ortez, R. C., Jones, T. A., Kerr, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+training+intensity+on+functinal+outcome+following+unilateral+ischemic+insult+of+sensorimotor+cortex+in+C57BL/6+mice.">The effects of training intensity on functinal outcome following unilateral ischemic insult of sensorimotor cortex in C57BL/6 mice.</a> Society for Neuroscience Annual Convention. , (2012).</li><li>Ballermann, M., Metz, G. A. S., 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 (1), 39-45 (2001).</li><li>Cheffer, K. A., Kerr, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+"good"+limb+training+on+long-term+rehabilitation+of+motor+function+following+ischemic+stroke+in+C57BL/6+mice.">Effects of "good" limb training on long-term rehabilitation of motor function following ischemic stroke in C57BL/6 mice.</a> Society for Neuroscience Annual Convention. , (2013).</li><li>Alaverdashvili, M., 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=A+behavioral+method+for+identifying+recovery+and+compensation:+hand+use+in+a+preclinical+stroke+model+using+the+single+pellet+reaching+task.">A behavioral method for identifying recovery and compensation: hand use in a preclinical stroke model using the single pellet reaching task.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 37 (5), 950-967 (2013).</li><li>Rosenzweig, S., Carmichael, 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=Age-dependent+exacerbation+of+white+matter+stroke+outcomes:+a+role+for+oxidative+damage+and+inflammatory+mediators.">Age-dependent exacerbation of white matter stroke outcomes: a role for oxidative damage and inflammatory mediators.</a> Stroke. 44 (9), 2579-2586 (2013).</li><li>Allred, R. P., Cappellini, C. H., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+"good"+limb+makes+the+"bad"+limb+worse:+experience-dependent+interhemispheric+disruption+of+functional+outcome+after+cortical+infarcts+in+rats.">The "good" limb makes the "bad" limb worse: experience-dependent interhemispheric disruption of functional outcome after cortical infarcts in rats.</a> Behav. Neurosci. 124 (1), 124-132 (2010).</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=Skill+learning+induced+plasticity+of+motor+cortical+representations+is+time+and+age-dependent.">Skill learning induced plasticity of motor cortical representations is time and age-dependent.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 98 (3), 291-302 (2012).</li><li>Mathers, C. D., Boerma, T., Fat, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+and+regional+causes+of+death.">Global and regional causes of death.</a> Br. Med. Bull. 92 (1), 7-32 (2009).</li><li>Go, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+disease+and+stroke+statistics--2013+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics--2013 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 127 (1), (2013).</li><li>Clarke, J., Mala, H., Windle, V., Chernenko, G., Corbett, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+Repeated+Rehabilitation+"Tune-Ups"+on+Functional+Recovery+After+Focal+Ischemia+in+Rats.">The Effects of Repeated Rehabilitation "Tune-Ups" on Functional Recovery After Focal Ischemia in Rats.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 23 (9), 886-894 (2009).</li><li>Adkins, D. L., Voorhies, A. C., Jones, T. A. <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+neuroplastic+effects+of+focal+endothelin-1+induced+sensorimotor+cortex+lesions.">Behavioral and neuroplastic effects of focal endothelin-1 induced sensorimotor cortex lesions.</a> Neuroscience. 128 (3), 473-486 (2004).</li><li>Bryant, A., Bernier, B., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormalities+in+skilled+reaching+movements+are+improved+by+peripheral+anesthetization+of+the+less-affected+forelimb+after+sensorimotor+cortical+infarcts+in+rats.">Abnormalities in skilled reaching movements are improved by peripheral anesthetization of the less-affected forelimb after sensorimotor cortical infarcts in rats.</a> Behav. Brain Res. 177 (2), 298-307 (2007).</li><li>Whishaw, I. Q., Coles, B. <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 (1-2), 135-148 (1996).</li><li>Whishaw, I. Q., Dringenberg, H. C., Pellis, 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=Spontaneous+Forelimb+Grasping+in+Free+Feeding+by+Rats+-+Motor+Cortex+Aids+Limb+and+Digit+Positioning.">Spontaneous Forelimb Grasping in Free Feeding by Rats - Motor Cortex Aids Limb and Digit Positioning.</a> Behav. Brain Res. 48 (2), 113-125 (1992).</li><li>Horie, N., Maag, A., Hamilton, S. A., Shichinohe, H., Bliss, T. M., Steinberg, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+of+focal+cerebral+ischemia+using+endothelin-1.">Mouse model of focal cerebral ischemia using endothelin-1.</a> J. Neurosci. Methods. 173 (2), 286-290 (2008).</li><li>Maldonado, M. A., Allred, R. P., Felthauser, E. L., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+skill+training,+but+not+voluntary+exercise,+improves+skilled+reaching+after+unilateral+ischemic+lesions+of+the+sensorimotor+cortex+in+rats.">Motor skill training, but not voluntary exercise, improves skilled reaching after unilateral ischemic lesions of the sensorimotor cortex in rats.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 22 (3), 250-261 (2008).</li><li>Clarkson, A. N., Lopez-Valdes, H. E., Overman, J. J., Charles, A. C., Brennan, K. C., Carmichael, 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=Multimodal+examination+of+structural+and+functional+remapping+in+the+mouse+photothrombotic+stroke+model.">Multimodal examination of structural and functional remapping in the mouse photothrombotic stroke model.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 33 (5), 716-723 (2013).</li><li>Liu, Z., Chopp, M., Ding, X., Cui, Y., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+remodeling+of+the+corticospinal+tract+in+the+spinal+cord+contributes+to+voluntary+motor+recovery+after+stroke+in+adult+mice.">Axonal remodeling of the corticospinal tract in the spinal cord contributes to voluntary motor recovery after stroke in adult mice.</a> Stroke. 44 (7), 1951-1956 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Il PMRT rappresenta un modo semplice, quantitativa per valutare abile prestazioni raggiungendo in topi. Anche se in termini di tempo, è possibile per gli studenti universitari in precedenza inesperti per essere addestrati per raccogliere dati affidabili e riproducibili con pochi allenamenti. Il compito è abbastanza sensibile per misurare anche lievi cambiamenti nel topo prestazioni delle capacità motorie seguenti insulto ischemico 3, 13, 15, e un certo numero di studi citare deficit a lungo termine con una...

Modelli murini sono diventati sempre più popolari per la ricerca sperimentale ictus dovuto in parte alla loro praticità e convenienza, nonché la disponibilità di linee transgeniche che sono adatti per l&#39;imaging in vivo tra altre applicazioni. Con questo aumento di popolarità in modelli sperimentali, l&#39;interesse per lo sviluppo delle valutazioni sensibili comportamentali di risultato funzionale dopo la lesione ha anche aumentato 1-7. Lo sviluppo di protocolli di allenamento di animali che imitano sia la riabilitazione e strategie compensative utilizzato da ictus umane migliora la capacità di tradurre correttamente i risultati di studi su animali sperimentali da utilizzare nella clinica 8. Formazione di abilità motore sulla Pasta Matrix Raggiungere Task (PMRT) è stata precedentemente stabilita come una valutazione del comportamento sensibile del risultato abilità motoria a seguito insulto ischemico della corteccia sensomotoria 3. Uno dell&#39;interesse primarios in corsa ricerca riguarda il risanamento e lo sviluppo e la comprensione delle strategie comportamentali che promuovono un migliore recupero della funzione seguente insulto. Attualmente, strategie di riabilitazione negli esseri umani producono incompleta 8 recupero. Inoltre, terapisti della riabilitazione devono combattere strategie compensative che ha avuto un ictus si sviluppano durante il recupero che possono compromettere la loro capacità di recuperare pienamente in funzione della loro dell&#39;arto interessato (s). Ad esempio, a seguito di un ictus unilaterale che pregiudica la funzione degli arti superiori, gli esseri umani tendono a sviluppare una dipendenza da loro arto meno colpite 9, 10. Pur migliorando la capacità di una persona di funzionare nel breve termine, questo ha imparato non uso dell&#39;arto interessato possono impedire la sua ultima possibilità di recupero, come dimostrato in modelli animali 11-13. Questi risultati rilevati negli animali hanno contribuito a informare lo sviluppo e l&#39;uso di terapia del movimento costrizione indotta negli esseri umani 14. Modelli animali sono beneficial per migliorare le strategie di riabilitazione, consentendo ai ricercatori di esplorare i meccanismi neurobiologici che si pongono al servizio e promuovere il recupero della funzione. Oltre ad essere una valutazione efficace del comportamento della funzione post-ictus, il PMRT è stato istituito come una strategia riabilitativo efficace per promuovere un migliore risultato funzionale seguente sensomotorio ictus 15. Il PMRT può anche essere usato in modo efficace mimica imparato non uso dell&#39;arto interessato e quindi offrire comprensione manipolazioni comportamentali che possono migliorare il recupero funzionale nonostante le iniziali eccessivo affidamento sul lembo meno colpite 13. Costruzione del PMRT è stato descritto in precedenza 3. Brevemente, la camera di raggiungere è composta da quattro pareti plexiglas (alto 20 cm 15 cm e largo 8,5 centimetri) con una parte superiore aperta e inferiore. C&#39;è una fessura centrale (altezza 13 cm e contengono largo 5 mm) estendentesi dalla base inferiore della parete frontale della camera che servecome l&#39;apertura raggiungimento (Figura 1A). La matrice pasta è un blocco di plastica resistente (lungo 8,5 cm, largo 5 cm e alta 1,5 cm) da 1 mm di diametro fori praticati completamente attraverso la profondità del blocco. Ci sono un totale di 260 fori, iniziando 2 mm dalla finestra raggiungimento di 2 mm tra ciascun foro (Figura 1B). La matrice pasta è progettato in modo che secchi, pezzi di pasta orientati verticalmente estendono su tutta la profondità del palcoscenico matrice con circa metà del pezzo di pasta esposta. Un pezzo di plastica rimovibile sovraccarico o cartoncino deve essere tagliato a misura e saldamente attaccata alla parte inferiore della matrice. Ciò impedisce che i pezzi di pasta di cadere fuori dalla matrice durante il trasporto e consente una facile rimozione dei pezzi di pasta rotti. Il PMRT è un test comportamentale versatile e sensibile che permette sperimentatori per raccogliere i dati di outcome precisi e manipolare l&#39;uso degli arti per imitare fenomeni clinici. Come o comportamentaleE SITO misura, la PMRT permette sperimentatori di raccogliere dati comportamentali che riflettono più accuratamente l&#39;efficacia di una strategia riabilitativa di quanto non faccia la misura tradizionale di dimensioni dell&#39;infarto 3, 16. Come una manipolazione comportamentale, il PMRT permette sperimentatori di controllare l&#39;uso degli arti superiori nei topi in Per simulare esperienze cliniche di riabilitazione (cioè di formazione dell&#39;arto interessato) o appreso di non uso (cioè la formazione degli arti inferiori colpiti). Quando combinato con metodi neuroanatomici, il PMRT fornisce ai ricercatori l&#39;opportunità di esplorare i meccanismi che supportano il recupero comportamentale di funzione o di plasticità disadattivi dopo l&#39;uso dell&#39;arto compensativo dopo l&#39;ictus. Il PMRT potrebbe essere ulteriormente applicato ad altri modelli murini di lesioni cerebrali e compromissione degli arti superiori, come ad esempio lesioni cerebrali traumatiche. Un altro vantaggio del PMRT è la sua accessibilità. L&#39;attrezzatura necessaria per l&#39;attività può essere costruito abbastanza ragionevole in casa, la raccolta di dati fanon richiede una grande quantità di spazio o di risorse finanziarie, e il compito è abbastanza semplice per gli studenti universitari di raccogliere dati in modo affidabile. Inoltre, il PMRT è sensibile anche a piccole deficit comportamentali 3, 13. Questo protocollo fornisce un modo semplice ed efficace per valutare l&#39;apprendimento delle capacità motorie, promuovere il recupero comportamentale dopo la lesione, e mimici fenomeni non-uso appreso in un modello murino consolidata di ictus.

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

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

Modelli murini sono diventati sempre più popolari nel campo delle neuroscienze comportamentali, e in particolare negli studi di ictus sperimentale. Come modelli anticipo, è importante sviluppare misure sensibili comportamentali specifiche per il mouse. Il presente protocollo descrive un compito abile motore per l&#39;uso in modelli murini di ictus. La Pasta Matrix Raggiungere funzioni di operazione come un test comportamentale versatile e sensibile che permette sperimentatori per raccogliere i dati di outcome precisi e manipolare l&#39;uso degli arti per simulare fenomeni clinici umani, comprese le strategie compensative (ad esempio, appreso il mancato uso) e concentrati training riabilitativo. Quando combinato con strumenti neuroanatomici, questa operazione permette anche ai ricercatori di esplorare i meccanismi che supportano il recupero comportamentale della funzione (o la sua assenza) dopo ictus. Il compito è semplice e conveniente da configurare e condotta, che offre una varietà di formazione e di sperimentazione opzioni per numerose domande di ricerca concernenti furisultato nctional a seguito di infortunio. Anche se l&#39;attività è stata applicata a modelli murini di ictus, può anche essere utile in studi di esito funzionale in altri modelli di pregiudizio estremità superiori.

I risultati dell&#39;analisi PMRT dovrebbero includere il numero di pezzi di pasta rotto e il modello di successo raggiunge. Risultati da topi con lesioni corticali sensorimotorie indicano che insulto ischemico colpisce sia il numero di portate di successo così come i modelli portata fisica 3, 19, come mostrato nella Figura 3A. Cambi di pattern rappresentativi possono osservare nella Figura 3B. La capacità del PMRT di mimare gli effetti non uso apprese nei topi è dimostrat...

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

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

Compensativa Limb uso e comportamentale valutazione delle abilità di apprendimento Motor seguito Sensomotoria Cortex Infortunio in un modello murino di ictus ischemico

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

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

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

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

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

Valutazione della Sensorimotor funzione in modelli murini di malattia di Parkinson

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

Ricerca

Comportamento

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

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

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

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

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

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

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

Studio Skill Motor Learning by Single-pellet attività Raggiungere in topi

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

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

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

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

Behavioral Valutazione del sistema vestibolare invecchiamento mouse

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

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

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

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

Valutazione sperimentale del mouse Socialità con un approccio Image Processing automatizzata

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

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

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

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

Combinato Shuttle-Box Training con elettrofisiologiche Cortex registrazione e stimolazione come strumento per studiare percezione e apprendimento

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

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

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

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

Indagare abilità motorie processi di apprendimento con un robot Manipulandum

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

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

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

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

Utilizzando un tapis roulant Split-cintura per valutare la generalizzazione dell'adattamento dell'apparato locomotore umano

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

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

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

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

Rilevare i deficit comportamentistici in ratti dopo la ferita di cervello traumatica

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

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

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

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

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

Il "motore" a motore implicito sequenza di apprendimento: una reazione seriale un passo piede volta compito

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