이 작품은 스위스 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (부여 31003A-149315-1 MES 및 AZ에 부여 IZK0Z3-150809에), AZ 하이디 Demetriades 재단, 유럽 연구위원회 ( &#39;Nogorise&#39;)를 MES하고의 보조금에 의해 투자되었다 크리스토퍼와 다나 리브 재단​​ (CDRF).

모든 실험은 캔톤 취리히, 스위스의 수의학 사무소의 지침에 따라 수행되었다. 1. 동물 취급 및 요법 이니 <ol><li> 동물 취급 참고 : 5 일 이전에 실험의 시작, 매일 1.1.1 단계를 수행합니다. <ol><li> 행동 실험을 위해, 실험 동물에 익숙해. 매일 동물 당 10 ~ 15 분 지속 세션을 처리했다. 각 동물의 세션 후 상자를 청소합니다. <ol><li> 처음 탐험 동물을 허용하는 케이지에 실험자의 손을 배치하고 실험에 익숙하게하는 냄새. </li><li> 다음, 부드럽게 더 익숙해 수 있도록 전면과 뒷발 사이에 쥐의 몸을 잡고 안전한 방식으로 실험자의 손으로 동물을 올립니다. </li></ol></li><li> 음식 박탈 전에 기준 체중을 얻기 위해 매일 각 동물의 무게를. </li></OL&gt; </li><li> 장치 요법 이니 및 식품 친숙 <ol><li> 음식 박탈 전에 기준 체중을 얻기 위해 매일 각 동물의 무게를. </li><li> 표준 실험실 다이어트에 대한 사전 교육 시작 3 일 전에 쥐를 박탈 음식을 시작합니다. (예를 들어, 쥐 200g, 음식의 10g로 시작 무게) 쥐에게 하루에 1g의 체중 당 음식의 0.05 g을 얻었다. 매일 체중을 모니터링하여 하루에 10 % 이상 감소하지 않도록 체중을 확인합니다. <ol><li> 여러 동물이 하나의 케이지에서 개최하는 경우, 지배적 인 쥐 덜 지배적 인 것보다 더 많은 것을 먹을 수있다. 경우 동물 감소의 체중을에서, 대신 그룹 먹이의 별도 동물을 먹이. 임의 량의 물을 준다. </li></ol></li><li> 파지 장치와 쥐를 익히려면, (그림 1) 교육 상자에 동물을 배치합니다. 식품 알약과 동물을 익숙하게 슬릿 개구에 근접 훈련 상자에 넣고 설탕 알갱이가 있습니다. 이 일을 수행EP 3 일간 10 ~ 15 분 매일. </li></ol></li></ol> 2. 사전 교육 및 모터 스킬 학습 <ol><li> 사전 교육 <ol><li> 하루 숙지 후 훈련 박스로 동물을 배치하고 동물의 혀에 의해 도달 될 수 있도록 슬릿 개구에 가깝게 배치 펠릿. 사전 훈련 도중 자신의 앞다리와 알약을 검색 동물 제외 참고 :이 단계에서, 혀 펠릿 검색이 중요한 선택의 보통 동물의 방법입니다. 모터 기술 학습의 첫 번째 날이 학습에 도달 작업의 적절한 모니터링을 허용 할 때까지 펠렛은 앞다리로 파악 어떠한 경우에 있어야합니다. 사전 훈련 중 앞다리와 펠렛 검색이 제외 기준이며, 관찰되지 대부분의 경우입니다. </li><li> 케이지의 뒤쪽으로 실행하고 슬릿 개구로 돌아가거나 뒤로 물러나와 함께 다음 음식 펠렛을 받기 위해 자신의 축을 턴어라운드 중 쥐를 가르쳐혀. 케이지를 탐험 뒤쪽으로 실행하고 슬릿 개방으로 돌아가려면 동물을위한 시간을 허용합니다. 동물이 제대로 작업을 실행하지 않는 경우, 부드럽게 케이지의 최종 뒷면 누르고 동물의 관심을 잡기 위해 집게를 사용합니다. 동물 후면되면 부드럽게 슬릿 개구에 동물을 안내 케이지 앞쪽 탭. 주 : 동물 정의 기준치에 도달하면 (예, 15 분 미만에 50 혀 성공적인 검색 시간이 펠릿), 동물 모터 스킬 학습 단계 자격. 1 일 및 사전 훈련 2에서, 학습자가 이미 비 학습자 구별 될 수있다. 비 학습자는이 단계에서의 연구에서 제외 될 수있다. 이것은 운동 학습 단계 (2.2) 중에 비 학습자 높은 번호를 갖는 확률을 감소시킨다. </li><li> 사전 훈련 기간 동안, 음식은 표준 실험실 다이어트에 쥐를 박탈. 임의 량의 물을 준다. 연구를 통해 매일 체중을 모니터링합니다. 수행하지 남성과 여성의 쥐를 훈련 같은 방을 사용합니다. 동물을위한 조용하고 잡음이없는 환경을 확인합니다. </li></ol></li><li> 발 환경 설정 및 모터 기술 학습의 결정 <ol><li> 모터 기술 학습의 첫 번째 세션 동안, 게시물 창 앞의 슬라이드를 교체합니다. 동물이 혀와 펠렛에 도달 만에 도달과 움직임을 파악 정확한 앞다리하여 검색 할 수 있도록 약 1.5 cm 떨어진 게시물에 창에서 설탕 펠렛을 놓습니다. <ol><li> 동물이 혀와 소비를 시도하면서 부드럽게 펠렛을 동물의 입에 가까이 펠렛을 가져오고 철회 집게를 사용, 앞다리에 의해 펠렛 검색을 적용합니다. 동물의 앞다리을 뻗어 펠렛을 파악 될 때까지 반복적으로이 작업을 수행합니다. </li></ol></li><li> 창 개구부의 중심이 게시물을 놓습니다. 발 환경 설정을 확인하려면, 조심스럽게 훈련 날에 REAC의 1. 70 % 이상을 처음 10 시련을 관찰힝 시도 (즉, 10 명 중 7) 같은 앞다리으로 실행해야합니다. 이 달성되지 않는 경우 70 %의 임계 값에 도달 할 때까지, 실험 10의 또 다른 라운드를 계속. </li><li> 발 환경 결정 후, 선호 앞다리으로 게시물을 이동하고 창 개구부의 테두리에 중앙에 맞 춥니 다. 선호하는 발 정렬 포스트 (그림 1B, C)에 도달하기위한 최적의 각도를 할 수 있도록 각각의 발에 반대로 이동을 의미합니다. </li><li> 성공적으로 (포스트 오프 펠렛을 노크) (도달 파악, 검색하고 펠렛을 먹고), 드롭 (REACH, 이해 및 검색하는 동안 펠렛을 잃게) 또는 실패로, 동물에 관한 새로운 펠릿으로 정의 재판을 분류. 당신의 시트에있는 모든 시험을 참고 실험 후 데이터를 분석 할 수 있습니다. </li><li> 실험의 정의 된 횟수 (예, 150) 또는 각각의 동물에 대한 최대 시간 (예, 1 시간)로 이루어진 하나의 세션을 매일 수행한다. </li><li> 정밀하고 미세 조정을 조사운동의 첫 번째 시도 분석을 사용. 첫 번째 시도는 중단, 망설임이나 개별 운동 성분의 반복없이 단일 모 놀리 운동 펠릿 파지에 의해 정의된다. 조심스럽게 쥐에 의해 각각의 이해를 관찰합니다. <ol><li> 쥐가 주저하거나 범위 동안 후퇴하거나 제대로 펠렛을 파악하기 위해 여러 실험을 시도 할 경우, 각각의 성공으로 재판하지만 첫 번째 시도를 확인합니다. 동물이 성공적으로 단일 모 놀리 식 범위에서 펠렛을 파악 경우, 시트에 별도의 열에서 성공적으로 첫 번째 시도로서 각각의 재판을 확인합니다. </li></ol></li><li> 모터 기술 학습하는 동안, 음식은 표준 실험실 다이어트에 쥐를 박탈. 임의 량의 물을 준다. 연구를 통해 매일 체중을 모니터링합니다. </li></ol></li></ol>

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<li>Tews, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+microRNA-mediated+downregulation+of+Nogo-A+in+transgenic+rats+reveals+its+role+as+regulator+of+synaptic+plasticity+and+cognitive+function%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Synthetic microRNA-mediated downregulation of Nogo-A in transgenic rats reveals its role as regulator of synaptic plasticity and cognitive function.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2013).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heritable+gene+targeting+in+the+mouse+and+rat+using+a+CRISPR-Cas+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Heritable gene targeting in the mouse and rat using a CRISPR-Cas system.</a> Nature. 31, 681-683 (2013).</li>
</ol>

The authors have nothing to disclose

. 본 연구에서 나타난 패러다임은 Buitrago 등 (18)에서 적응 주로 두 가지 측면에서 패러다임 (17)에 도달하는 고전적인 단일 펠렛 차이가있다 : 먼저, 내부 세션 개선 공부 이러한 평균 값으로 표현 느린 학습 컴포넌트에 비해 빨리 학습 컴포넌트의 조사와 같은 정보의 다른 레벨을 제공 할 수있는 단일 일 이내에 학습 과제의 분석 (도 3 참조 ?...

이동 제어는 중추 신경계 (CNS)의 핵심 기능이다. Motricity은 CNS 기능의 주요 측정 출력과 개인이 외부 세계와 상호 작용하기위한 메인 가능성이다. 운동 기능의 원리 및 모터 태스크의 학습은 신경 과학 큰 과제 중 하나이며 기초 메커니즘을 이해. , 형태 학적 생리 학적 및 분자 변화는 새로운 모터 작업의 인수에 발견되었다. 예를 들어, 모양 및 시냅스의 수는 당업자 모터 훈련 1-5에 응답하여 변경하고, 시냅스 기계의 기능 변화는 운동 학습 후에 관찰 하였다. 시냅스 응답은 같은 동물이나 훈련받지 않은 동물 6,7의 응답에 익숙하지 않은 반구에 비해 훈련 운동 피질의 앞다리-대표하는 지역의 연결에서 더 높았다. 전기 생리 관찰은 또한 장기 강화 (LTP) 및 장기 제안메커니즘 같은 -TERM 우울증 (주) 새로운 모터 기술의 학습 동안 자리를 차지할 및 LTP 및 회사 포화의 제한 국경 사이에 정의되어 시냅스 작업의 범위 것을, 8 수정됩니다. 또한,은 등 학습과 관련된 신경 가소성 9-16에 대한 노고 디스플레이 규제 역할로 C-FOS, GAP-43, 또는 BDNF뿐만 아니라 소성 억제 분자로 분자를 촉진하는 활성 마커 및 소성을 보였다. 운동 학습을 기본 메커니즘을 더 잘 이해 향해 이러한 발전은 새로운 모터의 기술, 예를 들어, 당업자는 광범위한 앞다리의 취득의 정밀한 제어를 허용 행동 패러다임의 사용으로 달성 될 수있다. 만 잘 구조화 된 행동 작업을 모니터링하고 학습과 각 작업의 실행시 발생하는 상호 변경을 캡처 할 수 있습니다. 여기서 우리는 시각적 숙련 앞다리의 수정 된 버전을 보여Buitrago 등. 17 제시된 패러다임에서 적응 쥐 단일 펠렛에 도달하는 작업은 여러 세션을 통해 빠른 학습 요소 및 기본 인수를 나타내는 (내 세션) 매일 훈련 세션 내에서 이동 인수의 분석뿐만 아니라 숙련 된 운동 학습을 할 수 있습니다 (사이 세션) 학습 된 작업 (18)의 느린 학습 요소 및 유지 보수를 나타내는. 첫째, 쥐가 각 이해 한 후 자신의 축을 중심으로 설정하고, 따라서 다음 펠릿에 도달하기 전에 자신의 몸을 재편성하고 갱신 훈련 : 중요한 것은,이 행동 패러다임으로 인해 두 기능은 모터 기술 작업의 어려움과 복잡성의 정도를 증가 신체 방향, 동일 각도에서 일정한 운동 실행 방지한다. 둘째, 펠릿은 케이지의 전면에 배치 된 수직 기둥에서 검색됩니다. 때문에 게시물의 작은 직경, 펠릿은 쉽게 성공적인 검색 및 페이지에 대한 정확한 이해를 필요로 쫓겨 될 수있다reventing 간단한 동물을 향해 펠렛의 당기. 이러한 복잡한 행동 테스트는 운동 학습의 기초가되는 메커니즘에 대한 깊은 통찰력을 할 수 있습니다. 본 연구에서 제시된 쥐에 비해 쥐 복잡한 행동 작업의 성능이 우수하므로 더 적합 복잡한 패러다임에 대한 것입니다. 래트 19, 20에 대한 증가하는 유전자를 사용할 가능성 고려 유전 조작, 촬상 생리 기술에 정밀하고 잘 제어 된 행동 테스트 방법의 조합이 더 나은 모터 학습 및 기억의 신경 생물학적 기초를 이해하는 강력한 도구를 나타낸다.

<table><tbody><tr><td>Training box</td><td></td><td></td><td>Self Made</td></tr><tr><td>Pedestal</td><td></td><td></td><td>Self Made</td></tr><tr><td>Sugar pellets</td><td>TSE Systems Intl. Group</td><td></td><td>45 mg dustless precision pellets</td></tr><tr><td>Sprague Dawley rats</td><td></td><td></td><td>5-6 week old males</td></tr><tr><td>Laptop computer</td><td>Hewlett Packard</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Fine Science Tools (FST)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Prism</td><td>GraphPad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Weighing scale</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Counter</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats

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

성공적인 모터 기술 습득은 일관된 연습을 통해 달성된다. 모든 측면을 충분히 고려에도 불구하고, 일부 쥐 작업 (그림 2) 학습하지 못한다. 이러한 &#39;비 학습자&#39;중 실험의 시작부터 펠릿 검색의 몇 결석 시도의 결과로 의욕이 부족하거나 일반적으로 지속적으로 시도를 실패로 이어지는 펠릿에 도달에 대한 관심을 잃게됩니다. 반면, 일부 동물 overhasty의 결과로 적극적인 이상 동?...

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

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

숙련 된 앞다리가 쥐에서 작업을 도달하는 고정밀의 취득

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

acquisition-of-a-high-precision-skilled-forelimb-reaching-task-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

10.3K 조회수.  University of Zurich. A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

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

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

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority of the spinal cord injuries in humans occur at the cervical levels. Therefore, developing cervical injury models and developing relevant and sensitive behavioral tests is of great importance. Here we describe the use of a newly developed forelimb step-alternation test after cervical spinal cord injury in rats. In addition, we describe two behavioral tests that have not been used after spinal cord injury: a postural instability test (PIT), and a pasta-handling test. All three behavioral tests are highly sensitive to injury and are easy to use. Therefore, we feel that these behavioral tests can be instrumental in investigating therapeutic strategies after cSCI.

Three new behavioral tests (forelimb step-alternation, postural instability test, pasta handling test) for evaluating forelimb function after cervical spinal cord injury in rodents are described.

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI​​ 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리

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

연구

행동분석학

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.

베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험 : 쥐 및 생쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순 양적 측정

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

신경과학

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;

마우스의 단일 펠릿 도달 작업을 통한 학습 연구 모터 기술

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

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.

로봇 형 조작기와 모터 스킬 학습 과정 조사

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

The Structure of Skilled Forelimb Reaching in the Rat: A Movement Rating Scale

Skilled reaching for food is an evolutionary ancient act and is displayed by many animal species, including those in the sister clades of rodents and primates. The video describes a test situation that allows filming of repeated acts of reaching for food by the rat that has been mildly food deprived. A rat is trained to reach through a slot in a holding box for food pellet that it grasps and then places in its mouth for eating. Reaching is accomplished in the main by proximally driven movements of the limb but distal limb movements are used for pronating the paw, grasping the food, and releasing the food into the mouth. Each reach is divided into at least 10 movements of the forelimb and the reaching act is facilitated by postural adjustments. Each of the movements is described and examples of the movements are given from a number of viewing perspectives. By rating each movement element on a 3-point scale, the reach can be quantified. A number of studies have demonstrated that the movement elements are altered by motor system damage, including damage to the motor cortex, basal ganglia, brainstem, and spinal cord. The movements are also altered in neurological conditions that can be modeled in the rat, including Parkinson's disease and Huntington's disease. Thus, the rating scale is useful for quantifying motor impairments and the effectiveness of neural restoration and rehabilitation. Because the reaching act for the rat is very similar to that displayed by humans and nonhuman primates, the scale can be used for comparative purposes. from a number of viewing perspectives. By rating each movement element on a 3-point scale, the reach can be quantified. A number of studies have demonstrated that the movement elements are altered by motor system damage, including damage to the motor cortex, basal ganglia, brainstem, and spinal cord. The movements are also altered in neurological conditions that can be modeled in the rat, including Parkinson's disease and Huntington's disease. Thus, the rating scale is useful for quantifying motor impairments and the effectiveness of neural restoration and rehabilitation.

Experiments on animals were performed in accordance with the guidelines and regulations set forth by the University of Lethbridge Animal Care Committee in accordance with the regulations of the Canadian Council on Animal Care.

The skilled reaching scale divides the movement by a forelimb in a reach for food act into composite elements each of which are evaluated with a three-point scale. The rating scale is described for a normal rat and can be applied toward evaluating neurological motor disorders.

쥐에 도달 전문 Forelimb의 구조 : 운동 평가 척도

Skilled reaching for food is an evolutionary ancient act and is displayed by many animal species, including those in the sister clades of rodents and ...

생물학

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

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

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

손잡이 Supination 작업: 쥐의 Forelimb 함수를 평가 하기 위한 반 자동화 방법

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

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that permits the mouse to reach out of its cage and retrieve food pellets. Minimal food restriction is employed to encourage the mice to perform the food retrieval from the slot. As the mice begin to associate coming to the slot for food, the pellets are manually pulled away to stimulate extension and pronation of their paw to grasp and retrieve the pellet through the frontal slot. When the mice begin to reach for the pellets as they arrive at the slot, the behavioral assay can be performed by measuring the rate at which they successfully grasp and retrieve the desired pellet. They are then introduced to an auto-trainer that automates both the process of providing food pellets for the mouse to grasp, and the recording of successful and failed reaching and grasping attempts. This allows for the collection of reaching data for multiple mice with minimal effort, to be used in experimental analysis as appropriate.

Method to assess the impact of training on motor skills is a useful tool. Unfortunately, most behavioral assessments can be labor intensive and/or expensive.We describe here a robotic method of assessing prehension (reach-to-grasp) skill in mice.

자동 트레이너를 사용하여 마우스에서 숙련된 사전 평가

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

Automated Rat Single-Pellet Reaching with 3-Dimensional Reconstruction of Paw and Digit Trajectories

Rodent skilled reaching is commonly used to study dexterous skills, but requires significant time and effort to implement the task and analyze the behavior. Several automated versions of skilled reaching have been developed recently. Here, we describe a version that automatically presents pellets to rats while recording high-definition video from multiple angles at high frame rates (300 fps). The paw and individual digits are tracked with DeepLabCut, a machine learning algorithm for markerless pose estimation. This system can also be synchronized with physiological recordings, or be used to trigger physiologic interventions (e.g., electrical or optical stimulation).

Rodent skilled reaching is commonly used to study dexterous skills, but requires significant time and effort to implement the task and analyze the behavior. We describe an automated version of skilled reaching with motion tracking and three-dimensional reconstruction of reach trajectories.

발과 숫자 궤적의 3 차원 재구성에 도달 자동화 된 쥐 단일 펠릿

Rodent skilled reaching is commonly used to study dexterous skills, but requires significant time and effort to implement the task and analyze the ...

In Vivo Wireless Optogenetic Control of Skilled Motor Behavior

Fine motor skills are essential in everyday life and can be compromised in several nervous system disorders. The acquisition and performance of these tasks require sensory-motor integration and involve precise control of bilateral brain circuits. Implementing unimanual behavioral paradigms in animal models will improve the understanding of the contribution of brain structures, like the striatum, to complex motor behavior as it allows manipulation and recording of neural activity of specific nuclei in control conditions and disease during the performance of the task. 
Since its creation, optogenetics has been a dominant tool for interrogating the brain by enabling selective and targeted activation or inhibition of neuronal populations. The combination of optogenetics with behavioral assays sheds light on the underlying mechanisms of specific brain functions. Wireless head-mounted systems with miniaturized light-emitting diodes (LEDs) allow remote optogenetic control in an entirely free-moving animal. This avoids the limitations of a wired system being less restrictive for animals' behavior without compromising light emission efficiency. The current protocol combines a wireless optogenetics approach with high-speed videography in a unimanual dexterity task to dissect the contribution of specific neuronal populations to fine motor behavior.

In Vivo Wireless Optogenetic Control of Skilled Motor Behavior

The present protocol describes how to use wireless optogenetics combined with high-speed videography in a single pellet reach-to-grasp task to characterize the neural circuits involved in the performance of skilled motor behavior in freely moving mice.

생체 내 숙련 된 운동 행동의 무선 광유전학 제어

Fine motor skills are essential in everyday life and can be compromised in several nervous system disorders. The acquisition and performance of these ...

Assessing Dexterity with Reaching Tasks

Reaching tasks are employed in behavioral neuroscience to investigate motor learning and forelimb dexterity. Much like human hands, rodents have dexterous forepaws, which are necessary for executing coordinated and precise motor movements. Experimenters may utilize food rewards to train rodents to reach and for testing their reaching abilities. These tasks help behavioral neuroscientist in understanding how CNS injuries, such as a stroke, may impair reaching ability and dexterity in humans.
This video begins by discussing the principles and neurobiology of forelimb use in rodents, and then explains a protocol on how to conduct reaching experiments using different types of food rewards. Applications section reviews studies that involve reaching and food handling in animal models of CNS injury.

Reaching Tasks: Accessing Motor Learning and Dexterity

작업 범위를 통한 민첩성 평가

Reaching tasks are employed in behavioral neuroscience to investigate motor learning and forelimb dexterity. Much like human hands, rodents have dexterous ...

숙련 된 앞다리가 쥐에서 작업을 도달하는 고정밀의 취득

요약

더 많은 비디오 탐색

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리

베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험 : 쥐 및 생쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순 양적 측정

마우스의 단일 펠릿 도달 작업을 통한 학습 연구 모터 기술

로봇 형 조작기와 모터 스킬 학습 과정 조사

쥐에 도달 전문 Forelimb의 구조 : 운동 평가 척도

손잡이 Supination 작업: 쥐의 Forelimb 함수를 평가 하기 위한 반 자동화 방법

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