Name: the knob supination task: a semi-automated method for assessing forelimb function in rats
Uploaded: 2017-09-28T15:00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats at JoVE.com

وتم تمويل هذا البحث من المعاهد الوطنية للصحة-NINDS R03 NS091737.

<ol>
	<li>Anderson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+recovery:+priorities+of+the+spinal+cord-injured+population.">Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population.</a> J Neurotraum. 21 (10), 1371-1383 (2004).</li><li>Martin, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+neurobiology+of+restorative+neurology+and+future+directions+for+repair+of+the+damaged+motor+systems.">Systems neurobiology of restorative neurology and future directions for repair of the damaged motor systems.</a> Clin Neurol Neurosur. 114 (5), 515-523 (2012).</li><li>Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Descending+pathways+in+motor+control.">Descending pathways in motor control.</a> Annu Rev Neurosci. 31, 195-218 (2008).</li><li>Feng, W., Wang, J., 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=Corticospinal+tract+lesion+load:+An+imaging+biomarker+for+stroke+motor+outcomes.">Corticospinal tract lesion load: An imaging biomarker for stroke motor outcomes.</a> Ann Neurol. 78 (6), 860-870 (2015).</li><li>Whishaw, I. Q., Pellis, S. M., Gorny, B. P., Pellis, V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impairments+in+reaching+and+the+movements+of+compensation+in+rats+with+motor+cortex+lesions:+an+endpoint,+videorecording,+and+movement+notation+analysis.">The impairments in reaching and the movements of compensation in rats with motor cortex lesions: an endpoint, videorecording, and movement notation analysis.</a> Behav Brain Res. 42 (1), 77-91 (1991).</li><li>Irvine, K. A., Ferguson, A. R., Mitchell, K. D., Beattie, S. B., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+assessing+proximal+and+distal+forelimb+function+in+the+rat:+the+Irvine,+Beatties+and+Bresnahan+(IBB)+forelimb+scale.">A novel method for assessing proximal and distal forelimb function in the rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan (IBB) forelimb scale.</a> J Vis Exp. (46), (2010).</li><li>Allred, R. P., Adkins, D. 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=The+vermicelli+handling+test:+a+simple+quantitative+measure+of+dexterous+forepaw+function+in+rats.">The vermicelli handling test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats.</a> J Neurosci Meth. 170 (2), 229-244 (2008).</li><li>Sindhurakar, A., Butensky, S. D., 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=An+automated+test+of+rat+forelimb+supination+quantifies+motor+function+loss+and+recovery+after+corticospinal+injury.">An automated test of rat forelimb supination quantifies motor function loss and recovery after corticospinal injury.</a> Neurorehab Neural Re. 31 (2), 122-132 (2017).</li><li>Carmel, J. B., Kim, S., Brus-Ramer, M., Martin, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feed-forward+control+of+preshaping+in+the+rat+is+mediated+by+the+corticospinal+tract.">Feed-forward control of preshaping in the rat is mediated by the corticospinal tract.</a> Eur J Neurosci. 32 (10), 1678-1685 (2010).</li><li>Meyers, E., Sindhurakar, 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+supination+assessment+task:+An+automated+method+for+quantifying+forelimb+rotational+function+in+rats.">The supination assessment task: An automated method for quantifying forelimb rotational function in rats.</a> J Neurosci Meth. 266, 11-20 (2016).</li><li>Gomez-Marin, A., Paton, J. J., Kampff, A. R., Costa, R. M., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Big+behavioral+data:+psychology,+ethology+and+the+foundations+of+neuroscience.">Big behavioral data: psychology, ethology and the foundations of neuroscience.</a> Nat Neurosci. 17 (11), 1455-1462 (2014).</li><li>Wong, C. C., Ramanathan, D. S., Gulati, T., Won, S. J., Ganguly, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+behavioral+box+to+assess+forelimb+function+in+rats.">An automated behavioral box to assess forelimb function in rats.</a> J Neurosci Meth. 246, 30-37 (2015).</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=Motor+cortex+stroke+impairs+individual+digit+movement+in+skilled+reaching+by+the+rat.">Motor cortex stroke impairs individual digit movement in skilled reaching by the rat.</a> Eur J Neurosci. 28 (2), 311-322 (2008).</li><li>Ellens, D. J., Gaidica, M., 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=An+automated+rat+single+pellet+reaching+system+with+high-speed+video+capture.">An automated rat single pellet reaching system with high-speed video capture.</a> J Neurosci Meth. 271, 119-127 (2016).</li><li>Lai, S., Panarese, 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=Quantitative+kinematic+characterization+of+reaching+impairments+in+mice+after+a+stroke.">Quantitative kinematic characterization of reaching impairments in mice after a stroke.</a> Neurorehab Neural Re. 29 (4), 382-392 (2015).</li><li>Molina-Luna, K., Hertler, B., Buitrago, M. M., Luft, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+learning+transiently+changes+cortical+somatotopy.">Motor learning transiently changes cortical somatotopy.</a> Neuroimage. 40 (4), 1748-1754 (2008).</li><li>Ballermann, M., Tompkins, G., 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=Skilled+forelimb+reaching+for+pasta+guided+by+tactile+input+in+the+rat+as+measured+by+accuracy,+spatial+adjustments,+and+force.">Skilled forelimb reaching for pasta guided by tactile input in the rat as measured by accuracy, spatial adjustments, and force.</a> Behav Brain Res. 109 (1), 49-57 (2000).</li><li>Vigaru, B. C., Lambercy, O., 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+robotic+platform+to+assess,+guide+and+perturb+rat+forelimb+movements.">A robotic platform to assess, guide and perturb rat forelimb movements.</a> IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 21 (5), 796-805 (2013).</li><li>Martin, J. H., Choy, M., Pullman, S., Meng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticospinal+system+development+depends+on+motor+experience.">Corticospinal system development depends on motor experience.</a> J Neurosci. 24 (9), 2122-2132 (2004).</li><li>Murgia, A., Kyberd, P. J., Chappell, P. H., Light, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marker+placement+to+describe+the+wrist+movements+during+activities+of+daily+living+in+cyclical+tasks.">Marker placement to describe the wrist movements during activities of daily living in cyclical tasks.</a> Clin Biomech. 19 (3), 248-254 (2004).</li><li>Simpson, J., Kelly, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+whether+there+are+sex+differences+in+certain+behavioural+and+neurochemical+parameters+in+the+rat.">An investigation of whether there are sex differences in certain behavioural and neurochemical parameters in the rat.</a> Behav Brain Res. 229 (1), 289-300 (2012).</li><li>Hays, S. A., Khodaparast, N., 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+isometric+pull+task:+a+novel+automated+method+for+quantifying+forelimb+force+generation+in+rats.">The isometric pull task: a novel automated method for quantifying forelimb force generation in rats.</a> J Neurosci Meth. 212 (2), 329-337 (2013).</li></ol>

الدكتور ريناكير والدكتور سلون هم أصحاب شركة فولينتوس، التي تقوم بتصنيع المعدات في هذا المنشور. وأعلن لا تضارب في المصالح للمؤلفين الآخرين.

المهمة البسط مقبض يقيم البسط فوريليمب في الفئران باستخدام الأساليب الكمية وشبه الآلية. ولتحقيق هذه النهاية، يتحرك العديد من المعلمات المصممة لهذه المهمة، بما في ذلك محاذاة مقبض وتصميم مانيبولاندوم، ومعايير التدريب، على مدى عدة سنوات. لمحاذاة مقبض الباب، ونحن جربت مع ثلاثة تحالفات مختلفة من مقبض الباب فيما يتعلق بالفتحة: الجانب الأيسر من مقبض محاذاة مع الجانب الأيمن من الفتحة، المقبض تركزت في الفتحة، والجانب الأيمن من المقبض محاذاة مع الجانب الأيمن من بيرتوري. نحن استقر على الجانب الأيمن من مقبض يتم محاذاة مع الجانب الأيمن من الفتحة، كهذه الفئران المنتجة التي تم تدريبهم في فترة أقصر من الوقت والذين الاستلقاء مع الحد الأدنى من آليات تعويضية، على وجه التحديد، تدخل من الكف الأيسر.
أما بالنسبة لتصميم مانيبولاندوم، ونحن تغيير العديد من ميزات التصميم إلى أقصى حد وانتقل مع فوريليمب والتقليل من استخدام الجسم. وبالإضافة إلى ذلك، نحن تحجيم صعوبة المهمة لشدة العجز المتوقع. بعد بيراميدوتومي، البسط هو الحركة التي تتأثر بشدة، ولكن الأضرار لا تزال خفية نسبيا. وبالتالي، قمنا بتدريب الفئران لمعيار أساس أعلى (75 درجة) التأكد من أن العجز الكبير لوحظت بعد الإصابة. للآفات القشرية، وإضعاف أكثر، كان عتبة 60 درجة في ز 7.5 يكفي لإثبات عجز كبير بعد الإصابة. وتشمل معلمات إضافية التي تم تحسينها من خلال نهج التجربة والخطأ حجم الفتحة، مفتاح المسافة من فتحه، والإطار الزمني لتحقيق محاكمة ناجحة.
وهناك بعض النقاط الحرجة في جميع أنحاء بروتوكول التدريب التي تتطلب إشرافاً دقيقا. عند التدريب لخط الأساس، استخدمت طريقة العتبة التكيف بنجاح لتدريب الفئران إلى 75° 10. ومع ذلك، الجرذان يمكن الهضبة في ذروتها بزاوية أقل من 75°؛ الأداء لا يزال هو نفسه بعد 4-5 جلسات. لتحسين الأداء، يمكن أن تستخدم لعتبة ثابتة. عتبة ثابتة تشير إلى عتبة المتبقية في درجة تعيين، ومستقلة عن أداء الفئران، بدلاً من حد تكيفية التغييرات استناداً إلى الأداء في الآونة الأخيرة. إذا هضاب الفئران أثناء التدريب التكيفية، يجب تغيير المجرب إلى عتبة ثابتة. مراحل التدريب ثابتة تتراوح بين 20 إلى 70 درجة في تزايدات 10°. (المرحلة K28-K33). اختر مرحلة ثابتة استناداً إلى زاوية ذروة متوسط للفئران في الدورات السابقة 2. على سبيل المثال، إذا كان هو الفئران في المتوسط 45°، حدد المرحلة ثابتة لدرجة 50 (K31). تعيين جميع مراحل ثابتة "Init. مناقشة. "في 5 °. أثناء التدريب، إذا الفئران يفقد الدافع، يدوياً تغذية الفئران إذا سوبيناتيس أنها قريبة ولكن ليس فوق العتبة.
وبالإضافة إلى ذلك، أثناء تقييم خط الأساس، والتراجع نحو 5 في المائة فئران 5-10° في زاوية الاستلقاء على و 5-10% في نسبة النجاح بين الدورات. إذا كان هذا يحدث، والفئران لا يتم استرداد زاوية ذروة متوسط 75° بعد 3-4 جلسات، إنقاص مرحلة ثابتة بحدود 10 درجات من زاوية المتوسط الحالي للفئران قبل العودة إلى الخطوة 3، 5. من المهم أن لا يعيد الفئران إلى مراحل التكيف مرة واحدة قد انصب على مراحل التدريب ثابتة.
وهناك بعض القيود على هذه المهمة. متى أنشئت الموقف فهم غير صحيح، أن تغيير السلوك استيعاب (الشكل 2) يمكن أن يكون صعباً. وهكذا، الكشف المبكر وتصحيح مهم. لتصحيح فهم الفئران، يمكن تغيير الفتحة بتضييق حجم الفتحة في الاتجاه الأفقي أو الرأسي؛ عادة نحن الشريط شريحة زجاج إلى حافة الفتحة التي احتياجات التكيف. لمعظم الفئران، وهذا يحسن شكلها فهم نظراً لأنه يجبرها على إدراك مانيبولاندوم بطريقة محددة. هذا، بدوره، ويحسن قدرتها على سوبيناتي بشكل صحيح.
وبالإضافة إلى هذا التحدي، الفئران يمكن أن تتطور آليات تعويضية سوبيناتي. وهذه تشمل استخدام الرأس للمساعدة فوريليمب في البسط؛ خفض الكوع والكتف المشتركة أدر؛ استخدام مخلب اليسار لمساعدة أدر أو دفع مخلب التوصل إلى أسفل. يمكن استخدام كل من هذه السلوكيات لإكمال المهمة بنجاح. وكما ذكر أعلاه، يمكن تصحيح السلوكيات المتصلة بمتناول عن طريق التلاعب في الفتحة. ومع ذلك، تتطلب آليات تعويضية خارج متناول، المشاركة النشطة من جانب المجرب لعدم مكافأة السلوك التعويضي. بعد الإصابة، وقد لاحظنا الفئران أخذ عدة محاكمات مكان في مخلب في الموضع المناسب قبل سوبيناتينج. على الرغم من أننا لا حلل فيها عناصر المهمة قد تسهم في فقدان البسط، هذه يمكن أن تشمل الخسائر في قبضة دقيقة وضعف القوة التحوير، من بين العديد من الاحتمالات.
البسط شبه الآلي المهمة تستغرق، في المتوسط، 20 ± 5 أيام لتدريب الفئران لخط الأساس، و 25% حيوانات غير قادر على تدريبهم على المهمة. المساهمة في وقت التدريب هو حقيقة أننا لم تقم بتحديد الفئران بطبيعة الحال حق ذات الأفضلية ولكن بدلاً من ذلك إجبار جميع الحيوانات استخدام الكفوف الحق كما شائع في معظم فحوصات التوصل إلى. حاولنا عدم استخدام الفئران اليسار ذات الأفضلية، ولكن سيكون من دراسة استكشافية لاهتمام أولاً بتحديد تفضيل مخلب وتدريب ثم مخلب المهيمنة. لاستيعاب هذا، أننا بحاجة إلى عكس اتجاه الأبواب حتى أن يتم عكس الفتحة؛ يمكن أن يتم ذلك بسهولة.
بالمقارنة مع المهام التقليدية مثل آب أو بلوغ بيليه واحد، مهمة البسط كمياً وموضوعيا تدابير التوصل إلى فوريليمب. يظهر حساسية لإصابة شديدة (الآفة القشرية) وإصابة خفية (بيراميدوتومي)، ويمكن تعديل إجراءات التدريب اعتماداً على شدة نموذج الضرر. لأنها شبه الآلي، تسمح المهمة المجرب لتدريب الفئران متعددة في نفس الوقت، تبعاً لمرحلة التدريب. وهذا يحسن إلى حد كبير المجرب الإنتاجية والإنتاجية الفئران. والمهمة موثوقة واستنساخه بين الفئران. عن طريق إنشاء دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها المجربون للإشارة إلى من خلال بروتوكول التدريب (الشكل 2)، ونحن قد موحدة العديد من السلوكيات غير صحيحة، فضلا عن الحلول لإصلاح لهم. أخيرا، يوفر وسيلة سهلة الاستخدام لتحليل كميات كبيرة من البيانات المهمة ويعطي المجرب القدرة على التعمق في الحركية البسط.
في المستقبل، ونحن سوف تستخدم المهمة شبه الآلي البسط كمنصة لتقييم نوع وجرعة وتوقيت لإعادة التأهيل. لدينا مختبر مهتم بآثار التحفيز على تحسين وظيفية بعد الإصابة. وبالإضافة إلى ذلك، نحن مهتمون بكيفية العلاج الذي يحفز العصبية إصلاح أو تحسين التوصيل العصبية والاتصالات يمكن أن تؤثر على إعادة التأهيل. كما أن لدينا مصلحة في تعديل المهمة لكي تكون متوافقة مع الكهربية بحيث يمكن أن نقوم بدراسة التعلم الحركي؛ الفئران مع رئيسالقبعات بشكل روتيني تنفيذ المهمة، وإضافة مبدلة لتسجيل أو التحفيز ستكون بسيطة للقيام. المهمة، كما هو موضح، للفئران، لكن هناك أيضا مختبرات تجريب استخدام الفئران للمهمة. وبصفة عامة، يمكن استخدام هذه المهمة لتقييم الدالة فوريليمب في القوارض في مجموعة متنوعة واسعة من النماذج الإصابة والمرض الدول، وفي المقابل، لتقييم استراتيجيات إعادة التأهيل. المضي قدما، سوف نواصل تحسين المهمة، مع التحسينات للمساعدة في التقليل من السلوكيات غير صحيحة وتحسين معدل اكتساب المهمة والوقت والتدريب.

فقدان المهارة بعد إصابة الجهاز العصبي أو المرض يقلل إلى حد كبير الاستقلال ونوعية الحياة بالنسبة للأفراد المتضررين 1،2،،من34. وهكذا، براعة تدبير نتائج هامة لفهم العلوم العصبية إصلاح وإعادة تأهيل أيضا الأسس السيطرة العصبية للحركة والتعلم الحركي. تقليديا، المهام اليدوية مثل بيليه واحد الوصول إلى والتلاعب المعكرونة، وايرفين، باتيس، ومقياس فوريليمب بريسناهان (آب) قد استخدمت لتقييم المهارة في الحيوانات، وعلى وجه التحديد القوارض 5و 67. وقد أصبحت شعبية هذه المهام سبب وقتهم الحصول على الحد الأدنى من المهام. ومع ذلك، فالنوعية في طبيعتها، وشاقة المجرب، وفي بعض الأحيان، غير مبال بضعف وظيفي بعد الإصابة بالعجز خفية 5،7،،من89. هذه القيود المفروضة على المهام التقليدية قد حفزت تطوير مقاييس كمية أكثر من وظيفة الحركة في الحيوانات، وعلى وجه التحديد، التوصل إلى فوريليمب.
وهناك العديد من المزايا لأتمتة المهام، إلا وهي الموضوعية وزيادة الإنتاجية، وانخفاض تحليل الوقت. المهام المؤتمتة الجديدة توفر مقياسا أكثر حساسية لتقييم المهارة بعد الإصابة من المهام التقليدية 8،10. وبالإضافة إلى ذلك، أنها تسمح للتدريب التكيفية والاختبار الذي يكيف التدريب واختبار صعوبة في أداء الحيوان. وأخيراً، المهام المؤتمتة تولد كميات كبيرة من البيانات، والتي توفر مزايا اثنين. أولاً، زيادة في البيانات داخل محاكمة وفي عدد المحاكمات يزيد القوة الإحصائية للدراسة. وثانيا، أنه يعطي علماء الأعصاب مجموعة بيانات أكبر لدراسة التعلم الحركي، والتدريب، وتعويض أكثر قوة من خلال تحليل المعلومات الحركية والحركية 11منها.
لقد حاولت عدة مجموعات في أتمتة المهام التقليدية. يمكن استخدام كاميرات عالية السرعة لجمع البيانات الحركية من المهام مثل بيليه واحد الوصول إلى المهمة 12. استخدمت الافيرداشفيلي وويشاو كاميرات عالية السرعة لالتقاط التوصل إلى الحركات وتحليل حركات أرقام باستخدام البرمجيات قياس الإطار حسب الإطار الحركة "ذروة موتوس" 13. بيد أن هذا البرنامج لا تحدد الأرقام باستخدام الحواسيب، بل بدلاً من ذلك يتطلب المجرب لرقمنة النقاط تتحرك بالمؤشر. بالإضافة إلى ذلك، استخدمت بعض المهام بالاقتران مع مغذيات واقفاص لأتمتة عملية التدريب 14،،من1516.
واستخدمت المجموعات الأخرى أجهزة استشعار القوة، فضلا عن كاميرات عالية السرعة لتقييم التعديلات المكانية والقوة في فوريليمب المهرة التوصل إلى استخدام المعكرونة التلاعب، بينما البعض الآخر قد تصميم المهام لالتقاط الحركات أكثر تعقيداً 17. واحد هذه المهمة هي مهمة الوصول إليها وسحب يستخدم جهاز روبوتية الثلاث قدرا من الحرية لالتقاط حركة مستو والتناوب من الفئران فوريليمب حركات 18. وهذا له مزايا في التمكن من قياس الحركية من الحركات ولكن مع زيادة في التعقيد والتكلفة.
هنا، علينا أن نظهر مهمة شبه الآلي فوريليمب أن التدابير البسط في الفئران 8. فوريليمب البسط هو تناوب مخلب من النخيل وصولاً إلى النخيل. البسط هو علامة ممتازة للدالة المسالك corticospinal وحركة ذات صلة سريرياً في البشر ما مطلوب لصحيفة يعيشون الأنشطة 8،،من1920. وبالإضافة إلى ذلك، البسط شديدة الحساسية للإصابة والمنظمة، لا سيما عند مقارنته ببيليه واحدة تصل إلى 8. المهمة البسط، وضعت بتعاون بين معهد الأبحاث الطبية بيرك وجامعة تكساس في دالاس، تدابير حركة دورانية في الطائرة الأفقي 8،10. يتم وضعها في مربع سلوكية (الشكل 1A) الفئران ومدربون للقيام بالحركات الثلاث (الشكل 1B): الوصول إلى من خلال فتحه مستطيلة الشكل؛ فهم مانيبولاندوم كروية؛ سوبيناتي بزاوية معينة.
مهمة السلوك يسيطر عليه برامج الكمبيوتر (الشكل 1). البرنامج المسيطر يرسل تعليمات لمتحكم متصل للسيارات-ميضعه والتشفير الضوئية، والمتكلم، والتغذية. متحكم دقيق وصلاتها المحيطية هي المشار إليها كمربع متحكم دقيق. معلومات التدفقات من التشفير الضوئية، إلى متحكم دقيق، ثم الكمبيوتر، وثم العودة إلى متحكم دقيق. إذا كان البرنامج المسيطر أشارت إلى متحكم دقيق أن المحاكمة كانت ناجحة، مشغلات متحكم دقيق وحدة التغذية الاستغناء عن بيليه. في بداية كل دورة، التبديلات البرنامج المسيطر المعلومات المرحلة إلى متحكم دقيق، التي توجه السيارات-ميضعه لوضع المقبض على المسافة في المرحلة محددة من الفتحة. يمكن أيضا تشغيل السيارات-ميضعه يدوياً باستخدام مفاتيح الأسهم الموجودة على السيارات-ميضعه. أداة ترميز الضوئية سجلات البيانات في التغييرات 100 هرتز والتدابير في زاوية. يتم تخزين كافة البيانات في تنسيق ثنائي.
يستخدم المجرب مراحل متتابعة التدريب داخل البرنامج لتدريب الفئران من التعود على سوبيناتينج بمعدل النجاح وزاوية محددة سلفا. خلال التعود، يوضع مانيبولاندوم مقبض داخل الإطار الفتحة بدون أي ثقلاً. بعد أسبوع تدريب تحت إشراف كبير، يربط المقبض مع مكافأة الفئران ويبدأ تحول مقبض الباب بشكل مستقل. مرة واحدة الفئران قادرة على تشغيل بشكل مستقل، المقبض هو تراجع إلى 1.25 سم 0.25 سم زيادات حتى يمكن تشغيل الفئران بشكل مستقل في 1.25 سم. ثقل موازن ثم أضيف بزيادات 1 غ من الجيل الثالث 3g للتدريب الآلي زاي 6 مراحل تدريب الحيوان سوبيناتي مقبض في 6 ز تصل إلى 75 درجة. هذه المرحلة من التدريب إلى حد كبير غير خاضعة للرقابة؛ وبمجرد اعتماد الفئران المهمة بشكل سليم (مناقشتها أدناه)، ما زالت سوبيناتي بشكل صحيح. اكتمال تدريب عند الجرذان سوبيناتي 75 درجة بمعدل نجاح (بلغ معدل) 75% 8. هنا، يمكننا وصف بروتوكول نموذجي تدريب وتقديم حلول للمشكلات الشائعة التي واجهناها. نحن إثبات تقدم الفئران الناجحة والتمثيلية من خلال بروتوكول التدريب، وإظهار أنه يمكن تعديل المهمة لإظهار ضعف وظيفي مع العجز خفية أو أشد.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="946">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Base Cage - Rat Model</td>
			<td style="width:167px;">Vulintus</td>
			<td style="width:147px;">MotoTrak Rat System</td>
			<td style="width:416px;">N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Controller</td>
			<td style="width:167px;">Vulintus</td>
			<td>MotoTrak Rat System</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Behavior Module</td>
			<td style="width:167px;">Vulintus</td>
			<td>MotoTrak Rat System</td>
			<td>Supination Task, Methacrylate Dual Stop Knobs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pellet Dispenser - 45mg</td>
			<td style="width:167px;">Vulintus</td>
			<td>MotoTrak Rat System</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Autopositioner</td>
			<td style="width:167px;">Vulintus</td>
			<td>MotoTrak Rat System</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">45 mg, Chocolate Flavor, 50,000/Box</td>
			<td style="width:167px;">Bio-Serv</td>
			<td style="width:147px;">F0299</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">HP Z230 Tower WorkStation</td>
			<td style="width:167px;">HP</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:416px;">Intel Xeon CPU E3-1225 v3 @ 3.20 GHz, 16GB RAM, 1TB HDD. Min Requirements: 8GB RAM, Multi-Core Processor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dexterity</td>
			<td style="width:167px;">Burke Medical Research Institute</td>
			<td style="width:147px;"></td>
			<td>Matlab software for data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Enviropak</td>
			<td style="width:167px;">WF Fisher and Son</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the knob supination task: a semi-automated method for assessing forelimb function in rats

المهام التي تقيس بدقة المهارة في نماذج حيوانية بالغة الأهمية لفهم وظيفة اليد. المهام السلوكية الفئران الحالية قياس المهارة إلى حد كبير استخدام تحليل أشرطة الفيديو من التلاعب بالوصول إلى أو الغذاء. بينما هي سهلة لتنفيذ هذه المهام وهي قوية عبر نماذج المرض، وذاتية وشاقة المجرب. أتمتة المهام التقليدية أو إنشاء مهام جديدة مؤتمتة يمكن إجراء المهام أكثر كفاءة وموضوعية، والكمية. منذ الفئران أقل البارع من الرئيسات، وسط عصبية إصابة النظام (CNS) ينتج العجز أكثر مكرا في المهارة، ومع ذلك، البسط الغاية أثرت في القوارض وحاسما لجهة الدالة في المقدمات. ولذلك، قمنا بتصميم مهمة شبه الآلي الذي يقيس فوريليمب البسط في الفئران. يتم تدريب الفئران للوصول إلى، وإدراك مانيبولاندوم على شكل مقبض الباب وتتحول مانيبولاندوم في البسط الحصول على مكافأة. الفئران ويمكن اكتساب المهارة داخل 20 ± 5 أيام. أثناء الجزء المبكر من التدريب يشرف على درجة عالية، وكثير من التدريب يتم دون إشراف مباشر. المهمة موثوق وتكاثر يلتقط العجز خفية بعد الإصابة ويظهر الانتعاش الوظيفية التي تعكس بدقة منحنيات الانتعاش السريرية. ويقوم تحليل البيانات بالبرمجيات المتخصصة من خلال واجهة مستخدم رسومية التي هي مصممة لتكون بديهية. كما نوفر حلولاً للمشاكل المشتركة التي تواجه أثناء التدريب، وإظهار أن التصحيحات الطفيفة للسلوك في بداية التدريب تنتج اقتناء موثوقة من البسط. وهكذا تنص المهمة البسط مقبض تقييم كفاءة وكمية حركة الحرجة للبراعة في الفئران.

Watch this Scientific Journal Video about The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats at JoVE.com

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

المهمة البسط مقبض: أسلوب شبه الآلي لتقييم الدالة فوريليمب في الفئران

ويصف هذه المخطوطة مهمة شبه إليه التي يوضحها البسط في الفئران. الفئران التوصل إلى فهم وسوبيناتي مانيبولاندوم كروية. الفئران يكافأ بيليه إذا كانت زاوية تشغيل تتجاوز معيار تعيينها من قبل المستخدم. ويزيد هذه المهمة الإنتاجية، حساسية للإصابة، والموضوعية مقارنة بالمهام التقليدية.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

إجراء لدراسة تأثير الغذاء المطول تقييد على الهيروين المفضل في الجرذان متقشف

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

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

تقييم Forelimb وظيفة بعد اصابات النخاع الشوكي العنقي من جانب واحد باستخدام المهام رواية: الاطراف خطوة التناوب، عدم الاستقرار الوضعي والمعكرونة المناولة

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

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

ال 5 اختيار رد الفعل التسلسلي التوقيت المهمة: مهمة من الاهتمام والسيطرة على الانفعالات للقوارض

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

إجراءات استثابي لتقييم المرونة السلوكية في الفئران

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

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

الاستحواذ على الدقة التي تتطلب مهارات عالية Forelimb الوصول إلى العمل في الجرذان

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

The Emotional Stroop Task: Assessing Cognitive Performance under Exposure to Emotional Content

وستروب العمل العاطفي: تقييم الأداء الإدراكي تحت التعرض إلى المحتوى العاطفي

The emotional Stroop effect (ESE) is the result of longer naming latencies to ink colors of emotion words than to ink colors of neutral words. The ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

القوارض النفسي اليقظة اختبار (rPVT): طريقة لتقييم السلوك العصبي الأداء في الجرذان والفئران

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

طريقة جديدة لحمل مثل الاكتئاب وسلوك في الفئران

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Three Laboratory Procedures for Assessing Different Manifestations of Impulsivity in Rats

ثلاثة الإجراءات المختبرية لتقييم مختلف مظاهر الاندفاع في الفئران

The present article provides a guide for the conduction and analysis of three conditioning-based protocols to evaluate impulsivity in rats. Impulsivity is ...

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

تقييم اتساق الروايات القصيرة للوالدين فيما يتعلق بأطفالهم باستخدام إجراء عينة الكلام لمدة خمس دقائق

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