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

Com gratidão reconhecemos o apoio dos institutos canadenses de pesquisa em saúde, ciências naturais e engenharia pesquisa Conselho de Canadá (NSERC) e a Fundação do Canadá para a inovação. C.W. foi apoiado por um Alexander Graham Bell Canadá Graduate Scholarship (NSERC).

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com o guia do Conselho Nacional de pesquisa para o cuidado e o uso de animais de laboratório (oitava edição; 2011) e o Conselho canadense no cuidado Animal do guia para o cuidado e o uso de animais experimentais (1993) e foram aprovado pela Universidade de Western Ontario Animal uso subcomitê do Conselho Universitário no cuidado Animal.
O procedimento a seguir pode ser aplicado a experimentos estudando corticais contribuições para locomo...

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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>

O paradigma descrito emprega desativações induzida pelo resfriamento das áreas corticais discretas usando o cryoloop para estudar a locomoção orientada por memória obstáculo no gato. Os paradigmas de memória visual e tátil obstáculo são bastante simples para animais executar como eles exploram naturalistas locomotoras comportamentos que ocorrem com o mínimo esforço, quando um animal está motivado a seguir a uma fonte de alimento em movimento. Assim, a maioria do período de formação é dedicada para aclim...

Em terreno irregular, naturalista, informações sensoriais sobre um obstáculo, que pode ser adquirido através de visão ou toque, rapidamente podem modificar a locomoção para vacância. Esta coordenação cuidadosa dos movimentos passo a passo envolve várias regiões corticais1,2. Por exemplo, áreas do córtex motor3,4 e córtex parietal5,6,7 têm sido implicadas durante tarefas complexas de locomoção, como evitar obstáculos. Nos animais quadrúpedes, modulações de passo necessárias para evitar obstáculos devem estender com ambas as patas dianteiras e patas traseiras. Se avançar locomoção é adiada entre o afastamento de obstáculo foreleg e hindleg (que pode surgir como um animal Pisa cuidadosamente através de uma rapina stalking ambiente complexo e naturalista), informações sobre o obstáculo mantido na memória são usadas para guiar o hindleg pisando sobre o obstáculo caminhando uma vez currículos.
Técnicas experimentais vistas desativar áreas corticais discretas podem ser usadas para estudar corticais contribuições para locomoção orientada para a memória do obstáculo. Desativação cortical induzida pelo resfriamento fornece um reversível, confiáveis e reprodutíveis método avaliando corticais contribuições para um comportamento overt8. Cryoloops feitos de tubos de aço inoxidável são em forma de específica à área cortical de interesse, assegurando altamente seletiva e discreta desativação dos loci. Uma vez implantado, metanol refrigerado, bombeada através do lúmen de um cryoloop resfria a região do córtex diretamente abaixo do loop para < 20 ° C. Abaixo desta temperatura crítica, a transmissão sináptica é inibido na região do córtex diretamente abaixo do loop. Essa desativação pode ser revertida simplesmente por cessar o fluxo de metanol. Este método tem sido usado para estudar corticais contribuições para processamento sensorial e comportamentos9,10,11,12,13,14,15 , 16 , 17, bem como o controle motor de movimentos sacádicos olho18 e guiada por memória obstáculo locomoção19.
O propósito do presente protocolo é usar reversíveis induzida pelo resfriamento desativações para avaliar o envolvimento das áreas corticais parietais para coordenação motora no gato. Especificamente, locomoção orientada por memória obstáculo foi examinada com ou sem o córtex parietal ativo. Utilizaram-se esses métodos com sucesso demonstrar o papel da área parietal 5 a evitar o obstáculo memória guiadas a pé gato19.

<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

No terreno complexo, naturalista, informações sensoriais sobre um obstáculo ambiental podem ser usadas para ajustar rapidamente movimentos locomotoras por evasão. Por exemplo, o gato, informação visual sobre um obstáculo iminente pode modular pisando para vacância. De adaptação de locomoção também pode ocorrer independente da visão, como entradas tátil repentinas na perna por um obstáculo esperado podem modificar a revisão de todas as quatro pernas para vacância. Essa coordenação motora complexa envolve estruturas supra-espinhais, tais como o córtex parietal. Este protocolo descreve o uso de desativação cortical reversível, induzida pelo resfriamento para avaliar as contribuições do córtex parietal para locomoção orientada por memória obstáculo no gato. Pequenas loops de resfriamento, conhecidos como cryoloops, são o formato especial para desactivar discretas regiões de interesse para avaliar suas contribuições para um comportamento evidente. Tais métodos têm sido utilizados para elucidar o papel da área parietal 5 a evitar o obstáculo memória guiadas no gato.

Este protocolo com êxito serviu para analisar as contribuições do córtex parietal para a memória obstáculo o pé gato19. Neste estudo, cryoloops foram implantados bilateralmente sobre parietais áreas 5 e 7 em três adultos (> 6 meses de idade) mulheres gatas (Figura 5A). Os animais foram avaliados no paradigma da memória tátil obstáculo, na ausência de refrigeração (morna, condição de controle), ou quando a área 5 ou 7 ...

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

Complexa locomoção em ambientes naturalísticos que exigem coordenação cuidadosa dos membros envolve regiões do córtex parietal. O seguinte protocolo descreve o uso de desativação reversível induzida pelo resfriamento, para demonstrar o papel da área parietal 5 a evitar o obstáculo memória guiadas no gato ambulante.

Reversíveis induzida pelo resfriamento desativações para estudar Cortical contribuições para a memória do obstáculo o gato ambulante

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Microinjeção estereotáxica de vetores virais Expressando Cre Recombinase para estudar o papel de genes alvo em cocaína condicionado Lugar de Preferência

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes ...

Comportamento

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

Um procedimento para estudar o efeito da restrição alimentar prolongada em heroína Buscando em ratos abstinentes

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

Descobrindo batida Surdez: Distúrbios Detecção de ritmo com o dedo Sincronizado Tapping e Tarefas de temporização da Percepção

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

A Cognitive Paradigm to Investigate Interference in Working Memory by Distractions and Interruptions

A Cognitive Paradigma para Investigar Interferência na memória de trabalho por distrações e interrupções

Goal-directed behavior is often impaired by interference from the external environment, either in the form of distraction by irrelevant information that ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

Aplicando a técnica de injecção estereotáxica para estudar os efeitos genéticos sobre os comportamentos animais

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children &#8211; Working Memory (CABC-WM)

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œ Working Memory CABC-WM

Avaliando memória de trabalho em crianças: a bateria de avaliação abrangente para crianças - Memória de trabalho (CABC-WM)

The Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory (CABC-WM) is a computer-based battery designed to assess different components of ...

Utilizing the Modified T-Maze to Assess Functional Memory Outcomes After Cardiac Arrest

Utilizando o ZIF modificados para avaliar resultados de memória funcional após parada cardíaca

Background: Evaluating mild to moderate cognitive impairment in a global cerebral ischemia (i.e. cardiac arrest) model can be difficult due to poor ...

Modified Blood Collection from Tail Veins of Non-anesthetized Mice with a Vacuum Blood Collection System and Eyeglass Magnifier

Coleta de sangue modificado de veias de cauda de ratos não anestesiados com um sistema de coleta de sangue do vácuo e óculos lupa

Blood sample collection is the basis of experimental animal research. It is of importance to obtain adequate blood samples for various research purposes. ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

Avaliando a coerência das narrativas curtas dos pais em relação ao seu filho usando o procedimento de amostra de fala de cinco minutos

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...

Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking

Medindo o custo do interruptor do uso do smartphone durante a caminhada

This paper presents a study protocol to measure the task-switching cost of using a smartphone while walking. This method involves having participants walk ...