Name: compensatory limb use and behavioral assessment of motor skill learning following sensorimotor cortex injury in a mouse model of ischemic stroke
Uploaded: 2014-07-10T14:00:00
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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.

Les méthodes suivantes sont conformes aux protocoles approuvés par l&#39;Université du Texas à Austin et de l&#39;Illinois Wesleyan de protection des animaux et utilisation comités. Il est recommandé que les chercheurs soit de porter des gants ou de prendre des précautions appropriées (se laver les mains avant et après) lors de l&#39;engagement dans la formation comportementale avec des animaux de laboratoire. Les gants doivent être portés lors de la manipulation des animaux en cours de préparation et pendan...

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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. 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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. 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Le PMRT représente un moyen simple, quantitative pour évaluer la performance d&#39;atteindre l&#39;homme de la souris. Bien que beaucoup de temps, il est possible pour les étudiants déjà inexpérimentés être formés pour recueillir des données fiables et reproductibles avec seulement quelques séances de formation. La tâche est assez sensible pour mesurer même de légers changements dans la souris la performance des habiletés motrices suivantes accident ischémique 3, 13, 15, et un certain nombre d...

Modèles de souris ont de plus en plus populaire pour la recherche sur l&#39;AVC expérimental en partie à cause de leur commodité et l&#39;accessibilité, ainsi que la disponibilité des lignées transgéniques qui sont appropriés pour l&#39;imagerie in vivo entre autres applications. Avec cette popularité accrue dans les modèles expérimentaux, l&#39;intérêt de développer des évaluations comportementales sensibles de résultat fonctionnel après une lésion a également augmenté 1-7. L&#39;élaboration de protocoles de formation des animaux qui imitent à la fois la réhabilitation et des stratégies compensatoires utilisées par les survivants d&#39;AVC humains améliore la capacité de traduire leur résultats des études expérimentales sur des animaux à utiliser dans la clinique 8. formation des compétences de moteur sur la Pasta Matrice Atteindre Groupe (PMRT) a déjà été établie comme une évaluation comportementale sensible des résultats du habileté motrice suivant un accident ischémique du cortex sensori-moteur 3. L&#39;un des intérêts primaires dans la course préoccupations de recherche réhabilitation et le développement et la compréhension des stratégies comportementales qui favorisent une meilleure récupération de la fonction suivante insulte. Actuellement, les stratégies de réadaptation chez les humains donnent lieu à 8 de récupération incomplète. En outre, les thérapeutes en réadaptation doivent lutter contre les stratégies compensatoires que les survivants d&#39;AVC développent lors de la récupération qui peuvent compromettre leur capacité à reprendre entièrement fonction de leur membre (s) concerné. Par exemple, suite à un coup unilatérale qui affecte la fonction du membre supérieur, les humains ont tendance à développer une dépendance à l&#39;égard de leur membre le moins affecté 9, 10. Bien que l&#39;amélioration de la capacité d&#39;une personne à fonctionner à court terme, ce savant non-utilisation du membre affecté susceptibles d&#39;entraver son potentiel de récupération ultime, comme l&#39;a démontré dans des modèles animaux 11-13. Ces résultats chez l&#39;animal ont permis d&#39;informer le développement et l&#39;utilisation de la thérapie par contrainte induite chez l&#39;homme 14. Les modèles animaux sont bénéficiail pour améliorer les stratégies de réadaptation en permettant aux chercheurs d&#39;explorer les mécanismes neurobiologiques qui subserve et promouvoir la récupération de la fonction. En plus d&#39;être une évaluation comportementale efficace de la fonction post-AVC, le PMRT a été établi comme une stratégie de réadaptation efficace pour promouvoir l&#39;amélioration des résultats fonctionnels suivants sensori-course 15. Le PMRT peut également être utilisé pour la non-utilisation efficace synoptique appris du membre affecté et offrent donc un aperçu des manipulations comportementales qui peuvent améliorer la récupération fonctionnelle malgré initiale sur-dépendance sur le membre le moins affecté 13. La construction de la PMRT a été décrit précédemment 3. En bref, la chambre atteindre est composé de quatre murs en plexiglas (20 cm de haut, 15 cm de long, et 8,5 cm de large) avec une partie supérieure ouverte et en bas. Il existe une fente centrale (13 cm de haut et 5 mm de large) qui s&#39;étend à partir de la base inférieure de la paroi avant de la chambre qui sertque l&#39;ouverture d&#39;atteindre (Figure 1A). La matrice de pâtes est un bloc de plastique robuste (8,5 cm de long, 5 cm de large et 1,5 cm de haut) avec 1 trous mm de diamètre percés complètement à travers la profondeur du bloc. Il ya un total de 260 trous, à partir de 2 mm de la fenêtre pour atteindre 2 mm entre chaque trou (figure 1B). La matrice de pâtes est conçu de telle sorte que secs, des morceaux de pâtes orientées verticalement s&#39;étendent sur toute la profondeur de l&#39;étage de matrice à environ la moitié de la pièce de pâte exposée. Une pièce amovible au-dessus de la matière plastique ou du carton doit être découpé à la taille et solidement collée sur la face inférieure de la matrice. Cela empêche les morceaux de pâtes alimentaires de tomber hors de la matrice pendant le transport et permet un retrait facile de morceaux de pâtes brisées. Le PMRT est un test de comportement versatile et sensible qui permet aux expérimentateurs de recueillir des données précises sur les résultats et de manipuler l&#39;utilisation des membres d&#39;imiter les phénomènes cliniques. En o comportementaleESULTATS mesure, la PMRT permet aux expérimentateurs de recueillir des données comportementales qui reflètent plus précisément l&#39;efficacité d&#39;une stratégie de réadaptation que ne le fait la mesure traditionnelle de la taille de l&#39;infarctus 3, 16. Comme une manipulation comportementale, la PMRT permet aux expérimentateurs de contrôler l&#39;utilisation des membres supérieurs chez les souris afin d&#39;imiter les expériences cliniques de réadaptation (c&#39;est à dire la formation de membre affecté) ou non-utilisation appris (c&#39;est à dire de la formation des membres moins touchés). Lorsqu&#39;il est combiné avec des méthodes neuroanatomiques, la PMRT offre aux chercheurs une occasion d&#39;explorer les mécanismes qui soutiennent la reprise de comportement de la fonction ou la plasticité inadaptée suite à l&#39;utilisation des membres compensatoire après un AVC. Le PMRT pourrait être appliquée à d&#39;autres modèles murins de lésions cérébrales et de la déficience des membres supérieurs, tels que des lésions cérébrales traumatiques. Un autre avantage de la PMRT est son prix abordable. L&#39;équipement requis pour la tâche peut être construit assez raisonnable dans la maison, la collecte de données nepas besoin d&#39;une grande quantité d&#39;espace ou de ressources financières, et la tâche est assez simple pour les étudiants de premier cycle à recueillir de façon fiable des données. En outre, la PMRT est sensible à même de petits déficits comportementaux 3, 13. Ce protocole fournit un moyen simple et efficace pour évaluer l&#39;apprentissage moteur de compétences, favoriser la reprise du comportement suite à une blessure, et imiter les phénomènes de non-usage apprises dans un modèle murin établie d&#39;accident vasculaire cérébral.

<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

Modèles de souris ont de plus en plus populaire dans le domaine de la neuroscience comportementale, et en particulier dans les études de course expérimentale. En tant que modèles avance, il est important de développer des mesures comportementales sensibles spécifiques à la souris. Le présent protocole décrit une tâche motrice qualifiée pour une utilisation dans des modèles murins de course. La Pasta Matrice Atteindre fonctions de tâches comme un test de comportement versatile et sensible qui permet aux expérimentateurs de recueillir des données précises sur les résultats et de manipuler l&#39;utilisation des membres d&#39;imiter les phénomènes cliniques humains, y compris des stratégies de compensation (c.-à-, a appris la non-utilisation) et une formation ciblée de réadaptation. Lorsqu&#39;il est combiné avec des outils neuroanatomiques, cette tâche permet également aux chercheurs d&#39;explorer les mécanismes qui soutiennent la reprise de comportement de la fonction (ou l&#39;absence de celui-ci) après un AVC. La tâche est à la fois simple et abordable de mettre en place et de la conduite, offrant une variété de formation et d&#39;évaluation des options pour de nombreuses questions de recherche concernant furésultats nctional suite à une blessure. Bien que la tâche a été appliquée à des souris modèles de course, il peut également être bénéfique dans des études de résultat fonctionnel dans d&#39;autres modèles de lésion de l&#39;extrémité supérieure.

Les résultats de l&#39;analyse PMRT devraient inclure le nombre de morceaux de pâtes brisées et le modèle de succès atteint. Résultats de souris présentant des lésions corticales sensori indiquent que l&#39;insulte ischémique affecte à la fois le nombre de tronçons de succès ainsi que les modes de portée physique 3, 19, comme le montre la figure 3A. Changements de modèle représentatives peuvent être observés dans la figure 3B. La capacité de la PMRT pour imi...

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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.

Compensatoire Membre utilisation et l&#39;évaluation comportementale de l&#39;apprentissage moteur de compétence Après sensorimotrice Cortex blessures dans un modèle de souris de l&#39;AVC ischémique

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

L&#39;évaluation de la fonction sensori-motrice chez des souris modèles de la maladie de Parkinson

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

Recherche

Sciences du comportement

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 ...

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

Étude habiletés motrices apprentissage par simple granulés tâches Atteindre chez la souris

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

Évaluation du comportement du système vestibulaire vieillissement de souris

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

Évaluation expérimentale de la souris Sociabilité L&#39;utilisation d&#39;un traitement automatisé Approche d&#39;image

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

Combiné navette-Box formation avec électrophysiologique Cortex enregistrement et la stimulation comme un outil pour étudier perception et l&#39;apprentissage

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

Enquête sur les processus d&#39;apprentissage de compétences du moteur avec une robotique 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

En utilisant un tapis roulant de courroies pour évaluer la généralisation de l’Adaptation locomotion humaine

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

Détecter les déficits comportementaux chez les Rats après traumatisme crânien

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

Le « moteur » moteur implicite de séquences d’apprentissage : une réaction série pied-stepping temps tâche

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