Name: reversible cooling-induced deactivations to study cortical contributions to obstacle memory in the walking cat
Uploaded: 2017-12-11T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reversible Cooling-induced Deactivations to Study Cortical Contributions to Obstacle Memory in the Walking Cat at JoVE.com

我々 は健康の研究のカナダの協会、自然科学・ エンジニア リング研究会のカナダ (レベル)、革新のためのカナダの基盤のサポートを感謝します。C. w. によって、アレクサンダー グラハム ベル カナダ大学院奨学金 (レベル) に対応しました。

ケアと実験動物の使用のため国立研究評議会のガイドに準拠してすべての手順を行った (第 8 版; 2011) とカナダ評議会は、動物愛護の介護および実験動物の使用 (1993 年) へのガイドと動物愛護に関する大学理事会のウェスタン オンタリオ大学動物利用小委員会によって承認されました。
次の手順は、皮質への歩行の猫の運動制御を勉強して実験に適用できます。
<p clas...

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	<li>Drew, T., Marigold, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taking+the+next+step:+cortical+contributions+to+the+control+of+locomotion.">Taking the next step: cortical contributions to the control of locomotion.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 33, 25-33 (2015).</li><li>Takakusaki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiology+of+gait:+From+the+spinal+cord+to+the+frontal+lobe.">Neurophysiology of gait: From the spinal cord to the frontal lobe.</a> Mov. Disord. 28, 1483-1491 (2013).</li><li>Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+cortical+activity+during+voluntary+gait+modifications+in+the+cat.+I.+cells+related+to+the+forelimbs.">Motor cortical activity during voluntary gait modifications in the cat. I. cells related to the forelimbs.</a> J. Neurophysiol. 70, 179-199 (1993).</li><li>Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+motor+cortex+in+the+control+of+accuracy+of+locomotor+movements+in+the+cat.">The role of the motor cortex in the control of accuracy of locomotor movements in the cat.</a> J. Physiol. 461, 1-25 (1993).</li><li>McVea, D. A., Taylor, A. J., Pearson, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-lasting+working+memories+of+obstacles+established+by+foreleg+stepping+in+walking+cats+require+area+5+of+the+posterior+parietal+cortex.">Long-lasting working memories of obstacles established by foreleg stepping in walking cats require area 5 of the posterior parietal cortex.</a> J. Neurosci. 29, 9396-9404 (2009).</li><li>Lajoie, K., Andujar, J. -. E., Pearson, K. G., Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+in+area+5+of+the+posterior+parietal+cortex+in+the+cat+contribute+to+interlimb+coordination+during+visually+guided+locomotion:+a+role+in+working+memory.">Neurons in area 5 of the posterior parietal cortex in the cat contribute to interlimb coordination during visually guided locomotion: a role in working memory.</a> J. Neurophysiol. 103, 2234-2254 (2010).</li><li>Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+motor+and+visual+information+in+the+parietal+area+5+during+locomotion.">Integration of motor and visual information in the parietal area 5 during locomotion.</a> J. Neurophysiol. 90, 961-971 (2003).</li><li>Lomber, S. G., Payne, B. R., Horel, J. 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+cryoloop:+An+adaptable+reversible+cooling+deactivation+method+for+behavioral+or+electrophysiological+assessment+of+neural+function.">The cryoloop: An adaptable reversible cooling deactivation method for behavioral or electrophysiological assessment of neural function.</a> J. Neurosci. Methods. 86, 179-194 (1999).</li><li>Lomber, S. G., Cornwell, P., Sun, J., Macneil, M. A., Payne, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+inactivation+of+visual+processing+operations+in+middle+suprasylvian+cortex+of+the+behaving+cat.">Reversible inactivation of visual processing operations in middle suprasylvian cortex of the behaving cat.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 2999-3003 (1994).</li><li>Lomber, S. G., Payne, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+cat+posterior+parietal+cortex+to+visuospatial+discrimination.">Contributions of cat posterior parietal cortex to visuospatial discrimination.</a> Vis. Neurosci. 17, 701-709 (2000).</li><li>Lomber, S. G., Malhotra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+dissociation+of+'what'+and+'where'+processing+in+auditory+cortex.">Double dissociation of 'what' and 'where' processing in auditory cortex.</a> Nat. Neurosci. 11, 609-616 (2008).</li><li>Lomber, S. G., Meredith, M. A., Kral, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-modal+plasticity+in+specific+auditory+cortices+underlies+visual+compensations+in+the+deaf.">Cross-modal plasticity in specific auditory cortices underlies visual compensations in the deaf.</a> Nat. Neurosci. 13, 1421-1427 (2010).</li><li>Kok, M. A., Stolzberg, D., Brown, T. A., Lomber, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociable+influences+of+primary+auditory+cortex+and+the+posterior+auditory+field+on+neuronal+responses+in+the+dorsal+zone+of+auditory+cortex.">Dissociable influences of primary auditory cortex and the posterior auditory field on neuronal responses in the dorsal zone of auditory cortex.</a> J. Neurophysiol. 113, 475-486 (2015).</li><li>Carrasco, A., Kok, M. A., Lomber, S. G. <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+core+auditory+cortex+deactivation+on+neuronal+response+to+simple+and+complex+acoustic+signals+in+the+contralateral+anterior+auditory+field.">Effects of core auditory cortex deactivation on neuronal response to simple and complex acoustic signals in the contralateral anterior auditory field.</a> Cereb. Cortex. 25, 84-96 (2015).</li><li>Coomber, B., 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=Cortical+inactivation+by+cooling+in+small+animals.">Cortical inactivation by cooling in small animals.</a> Front. Syst. Neurosci. 5, 53 (2011).</li><li>Malmierca, M. S., Anderson, L. A., Antunes, F. 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+cortical+modulation+of+stimulus-specific+adaptation+in+the+auditory+midbrain+and+thalamus:+a+potential+neuronal+correlate+for+predictive+coding.">The cortical modulation of stimulus-specific adaptation in the auditory midbrain and thalamus: a potential neuronal correlate for predictive coding.</a> Front. Syst. Neurosci. 9, 19 (2015).</li><li>Antunes, F. M., Malmierca, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+auditory+cortex+deactivation+on+stimulus-specific+adaptation+in+the+medial+geniculate+body.">Effect of auditory cortex deactivation on stimulus-specific adaptation in the medial geniculate body.</a> J. Neurosci. 31, 17306-17316 (2011).</li><li>Peel, T. R., Johnston, K., Lomber, S. G., Corneil, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilateral+saccadic+deficits+following+large+and+reversible+inactivation+of+unilateral+frontal+eye+field.">Bilateral saccadic deficits following large and reversible inactivation of unilateral frontal eye field.</a> J. Neurophysiol. 111, 415-433 (2014).</li><li>Wong, C., Wong, G., Pearson, K. G., Lomber, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory-guided+stumbling+correction+in+the+hindlimb+of+quadrupeds+relies+on+parietal+area+5.">Memory-guided stumbling correction in the hindlimb of quadrupeds relies on parietal area 5.</a> Cereb. Cortex. , (2016).</li><li>Horsley, V., Clarke, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+and+function+of+the+cerebellum+examined+by+a+new+method.">The structure and function of the cerebellum examined by a new method.</a> Brain Behav Evol. 31, 45-124 (1908).</li><li>Lomber, S. G., Malhotra, S., Hall, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+specialization+in+non-primary+auditory+cortex+of+the+cat:+areal+and+laminar+contributions+to+sound+localization.">Functional specialization in non-primary auditory cortex of the cat: areal and laminar contributions to sound localization.</a> Hear. Res. 229, 31-45 (2007).</li><li>Johnston, K., Koval, M. J., Lomber, S. G., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macaque+dorsolateral+prefrontal+cortex+does+not+suppress+saccade-related+activity+in+the+superior+colliculus.">Macaque dorsolateral prefrontal cortex does not suppress saccade-related activity in the superior colliculus.</a> Cereb. Cortex. 24, 1373-1388 (2014).</li></ol>

記述のパラダイムでは、猫の記憶誘導性障害物歩行を研究するために、cryoloop を使用して個別の皮質の冷却誘起 deactivations を採用しています。視覚と触覚の障害メモリ パラダイムは、彼らは動物は移動食料源に従うときに最小限の労力で発生する自然主義的な運動行動を悪用を実行する動物にとって極めて単純です。このように、研修期間の大半は試験室および冷却装置、動物を順化に捧げ...

自然主義的なでこぼこの地形で、ビジョンやタッチを介して得ることができる、障害に関する感覚の情報は急速に回避のため歩行を変更できます。ステッピング運動のこの慎重に調整を含む複数の皮質領域1,2。たとえば、運動野3,4と頭頂連合野5,6、7のエリアは障害物回避などの複雑な運動の中に関与しています。四足動物の障害物回避に必要なステップの変調は、前脚と後ろ脚の両方に拡張する必要があります。ガイドに、メモリ内に保持障害に関する情報が使用されます (これは、動物が獲物をストーカーする複雑な自然環境を慎重にトレッドを生じることがあります) 前脚と脚の障害物除去の前方移動が遅れた場合一度歩行障害をステップ オーバー後ろ足を再開します。
記憶誘導性障害物歩行への皮質の貢献を研究する別々 の皮質領域を非アクティブ化することを目的と実験技術を使用できます。冷却誘起皮質非アクティブ化は、あからさまな行動8への皮質の貢献を評価するためリバーシブル、信頼性と再現性のある方法を提供します。ステンレス鋼チューブから作られた Cryoloops の興味の皮質領域に特定遺伝子座の高選択的および離散非アクティブ化を確保する整形します。一度注入、冷やしたメタノール、cryoloop のルーメンを通して励起冷却するループの下に直接皮質の地域 < 20 ° Cこの臨界温度以下ループの下に直接皮質の領域でシナプス伝達を抑制します。このような非アクティブ化は、メタノールの流れを終えることによって単に取り消すことができます。このメソッドは、感覚情報処理と行動9,10、11,12,13,14,15皮質貢献を研究に使用されています,16,衝動性眼球運動18および記憶誘導性障害物歩行19の運動制御と同様、 17日。
このプロトコルの目的は、猫の運動の調整のため頭頂皮質の関与を評価する可逆冷却誘起 deactivations を使用することです。具体的には、記憶誘導性障害物歩行はアクティブの頭頂連合野の有無を検討した.これらのメソッドは、正常に歩く猫19の記憶誘導性障害物回避の頭頂領域 5 の役割を示すために使用されています。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>IDS Imaging Development Systems GmbH</td>
			<td>Model: UI-5240CP-C-HQ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intake tubing</td>
			<td>Restek</td>
			<td>25306</td>
			<td>Unflanged end is submerged in the methanol reservoir while the flanged end is connected to the pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump</td>
			<td>Fluid Metering, Inc.</td>
			<td>Model: QG 150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nalgene Dewar vacuum flask</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F9401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon tubing</td>
			<td>Ezkem</td>
			<td>A051754</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microprobe thermometer</td>
			<td>Physitemp</td>
			<td>Model: BAT-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flanged tube end fittings</td>
			<td>Valco Instruments Co. Inc.</td>
			<td>CF-1BK</td>
			<td>Assorted colours available for colour coding. Packages include the same number of washers as fittings</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washers</td>
			<td>Valco Instruments Co. Inc.</td>
			<td>CF-W1</td>
			<td>Extra washers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flanging kit</td>
			<td>Pro Liquid GmbH</td>
			<td>201553</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing connector</td>
			<td>Restek</td>
			<td>25323</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing cutter</td>
			<td>Restek</td>
			<td>25069</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male thermocouple connector</td>
			<td>Omega</td>
			<td>SMPW-T-M</td>
			<td>Used to make cable connection to thermometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple wire</td>
			<td>Omega</td>
			<td>PP-T-24S</td>
			<td>Used to make cable connection to thermometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reversible cooling-induced deactivations to study cortical contributions to obstacle memory in the walking cat

複雑な自然の地形に急速に回避のため歩行運動を調整する環境障害に関する感覚の情報を使用できます。たとえば、猫の差し迫った障害の視覚については回避のためのステップ調節することが。運動適応ビジョンの独立したまた場合が発生、予想される障害物の脚に突然触覚入力回避のためすべての 4 つの足のステップを変更できます、します。このような複雑な運動の調整には、棘上構造、頭頂連合野などが含まれます。このプロトコルでは、猫の記憶誘導性障害物歩行へ頭頂連合野の貢献を評価するために、冷却誘起可逆的皮質非アクティブ化の使用について説明します。小さな冷却ループ、cryoloops、として知られているは、あからさまな行動への貢献を評価する離散領域を非アクティブ化する特殊形状します。このような方法は、猫の記憶誘導性障害物回避の頭頂領域 5 の役割を明らかに使用されています。

このプロトコルは、頭頂連合野への歩行の猫19障害メモリを調べるに正常に使用されています。本研究では、cryoloops が頭頂領域 5 と 7 の 3 大人二国間移植された (> 生後 6 ヶ月) メス猫 (図 5 a)。動物は冷却 (暖かく、コントロール状態)、または 5 または 7 の領域だった二国間非アクティブ化されたときの不在で触覚障害メモリ ?...

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Reversible Cooling-induced Deactivations to Study Cortical Contributions to Obstacle Memory in the Walking Cat

手足の注意深い調整を要求される自然主義的な環境での複雑な運動には、頭頂の皮質の領域が含まれます。次のプロトコルでは、歩行の猫の記憶誘導性障害物回避の頭頂領域 5 の役割を示す可逆冷却誘起非アクティブ化の使用について説明します。

リバーシブルの冷却誘起 Deactivations 歩行猫障害メモリへの皮質の貢献を研究するには

On complex, naturalistic terrain, sensory information about an environmental obstacle can be used to rapidly adjust locomotor movements for avoidance. For ...

Research

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