Name: gathering self-initiated rat behavioral data to characterize post-stroke deficits
Uploaded: 2024-03-15T12:40:00
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この研究は、ノーステキサス大学(UNT)への神経オペラント関係の研究のためのベアトリスH.バレット基金によって部分的に資金提供されました。神経可塑性および修復研究所のすべてのメンバー、特にValerie Rojas、Mary Kate Moore、Cameron Scallon、Hannah McGeeの意見と支援に感謝します。

すべての手順と動物の世話は、ノーステキサス大学の施設の動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認され、実験動物の世話と使用に関する国立衛生研究所のガイドに準拠しています。本研究で使用した成体の雄および雌のLong-Evansラット(400-800 g、1.5歳)をコロニーケージに収容しました。
1.機器の準備
<ol><li>設計ファイルと建設説明書に従って、1ラット...

<ol>
	<li>Whishaw, I. Q., Kolb, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The behavior of the laboratory rat: A handbook with tests. , (2004).</li><li>Sorge, R. E., 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=Olfactory+exposure+to+males,+including+men,+causes+stress+and+related+analgesia+in+rodents.">Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents.</a> Nature Methods. 11 (6), 629-632 (2014).</li><li>Ottesen, J. L., Weber, A., G&#252;rtler, H., Mikkelsen, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+housing+conditions:+Improving+the+welfare+of+experimental+animals.">New housing conditions: Improving the welfare of experimental animals.</a> Alternatives to Laboratory Animals. 32 (Suppl 1B), 397-404 (2004).</li><li>Arakawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethological+approach+to+social+isolation+effects+in+behavioral+studies+of+laboratory+rodents.">Ethological approach to social isolation effects in behavioral studies of laboratory rodents.</a> Behavioural Brain Research. 341, 98-108 (2018).</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=The+impact+of+environmental+enrichment+in+laboratory+rats-behavioural+and+neurochemical+aspects.">The impact of environmental enrichment in laboratory rats-behavioural and neurochemical aspects.</a> Behavioural Brain Research. 222 (1), 246-264 (2011).</li><li>Van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+consequences+of+enviromental+enrichment.">Neural consequences of enviromental enrichment.</a> Nature Reviews Neuroscience. 1 (3), 191-198 (2000).</li><li>Hays, S. 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+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> Journal of Neuroscience Methods. 212 (2), 329-337 (2013).</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> Journal of Neuroscience Methods. 246, 30-37 (2015).</li><li>Sindhurakar, A., Butensky, S. D., Carmel, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+forelimb+tasks+for+rodents:+Current+advantages+and+limitations,+and+future+promise.">Automated forelimb tasks for rodents: Current advantages and limitations, and future promise.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 33 (7), 503-512 (2019).</li><li>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=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> Neurorehabilitation and Neural Repair. 31 (2), 122-132 (2017).</li><li>Gallistel, C., 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=Screening+for+learning+and+memory+mutations:+A+new+approach.">Screening for learning and memory mutations: A new approach.</a> Acta psychologica Sinica. 42 (1), 138 (2010).</li><li>Fenrich, K. K., 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=Improved+single+pellet+grasping+using+automated+ad+libitum+full-time+training+robot.">Improved single pellet grasping using automated ad libitum full-time training robot.</a> Behavioural Brain Research. 281, 137-148 (2015).</li><li>Brenneis, C., 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=Automated+tracking+of+motion+and+body+weight+for+objective+monitoring+of+rats+in+colony+housing.">Automated tracking of motion and body weight for objective monitoring of rats in colony housing.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 56 (1), 18-31 (2017).</li><li>Pereira, T. 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=Sleap:+A+deep+learning+system+for+multi-animal+pose+tracking.">Sleap: A deep learning system for multi-animal pose tracking.</a> Nature Methods. 19 (4), 486-495 (2022).</li><li>Lauer, 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=Multi-animal+pose+estimation,+identification+and+tracking+with+deeplabcut.">Multi-animal pose estimation, identification and tracking with deeplabcut.</a> Nature Methods. 19 (4), 496-504 (2022).</li><li>Butcher, G., 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+apparatus+for+automatically+training+and+collecting+individualized+behavioral+data+with+socially+housed+rodents.">An apparatus for automatically training and collecting individualized behavioral data with socially housed rodents.</a> Journal of Neuroscience Methods. 365, 109387 (2022).</li><li>Winter, Y., Schaefers, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sorting+system+with+automated+gates+permits+individual+operant+experiments+with+mice+from+a+social+home+cage.">A sorting system with automated gates permits individual operant experiments with mice from a social home cage.</a> Journal of Neuroscience Methods. 196 (2), 276-280 (2011).</li><li>Rivalan, M., Munawar, H., Fuchs, A., Winter, Y. <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,+experimenter-free+method+for+the+standardised,+operant+cognitive+testing+of+rats.">An automated, experimenter-free method for the standardised, operant cognitive testing of rats.</a> PLOS One. 12 (1), e0169476 (2017).</li><li>Deacon, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Housing,+husbandry+and+handling+of+rodents+for+behavioral+experiments.">Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments.</a> Nature Protocols. 1 (2), 936-946 (2006).</li><li>Lang, C. E., Lohse, K. R., Birkenmeier, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose+and+timing+in+neurorehabilitation:+Prescribing+motor+therapy+after+stroke.">Dose and timing in neurorehabilitation: Prescribing motor therapy after stroke.</a> Current Opinion in Neurology. 28 (6), 549 (2015).</li><li>Butcher, G., Becker, A., Davidson, A., Baltazar, M., Armshaw, J., Cruz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inventing+a+supercage+for+rats.">Inventing a supercage for rats.</a> , (2019).</li><li>Davidson, 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=Engineering+an+enriched+environment+operant+chamber+and+its+implications.">Engineering an enriched environment operant chamber and its implications.</a> , (2019).</li><li>Windle, V., 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+analysis+of+four+different+methods+of+producing+focal+cerebral+ischemia+with+endothelin-1+in+the+rat.">An analysis of four different methods of producing focal cerebral ischemia with endothelin-1 in the rat.</a> Experimental Neurology. 201 (2), 324-334 (2006).</li><li>Reppucci, C. J., Veenema, A. 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+social+versus+food+preference+test:+A+behavioral+paradigm+for+studying+competing+motivated+behaviors+in+rodents.">The social versus food preference test: A behavioral paradigm for studying competing motivated behaviors in rodents.</a> MethodsX. 7, 101119 (2020).</li><li>Borland, J. 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=A+novel+operant+task+to+assess+social+reward+and+motivation+in+rodents.">A novel operant task to assess social reward and motivation in rodents.</a> Journal of Neuroscience Methods. 287, 80-88 (2017).</li><li>Tzschentke, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+cpp:+Measuring+reward+with+the+conditioned+place+preference+(cpp)+paradigm:+Update+of+the+last+decade.">Review on cpp: Measuring reward with the conditioned place preference (cpp) paradigm: Update of the last decade.</a> Addiction Biology. 12 (3-4), 227-462 (2007).</li><li>Salamone, J. D., Correa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurobiology+and+pharmacology+of+activational+and+effort-related+aspects+of+motivation:+Rodent+studies.">Neurobiology and pharmacology of activational and effort-related aspects of motivation: Rodent studies.</a> Current Opinion in Behavioral Sciences. 22, 114-120 (2018).</li><li>Shull, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bouts,+changeovers,+and+units+of+operant+behavior.">Bouts, changeovers, and units of operant behavior.</a> European Journal of Behavior Analysis. 12 (1), 49-72 (2011).</li><li>Gottlieb, E., 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+bidirectional+impact+of+sleep+and+circadian+rhythm+dysfunction+in+human+ischaemic+stroke:+A+systematic+review.">The bidirectional impact of sleep and circadian rhythm dysfunction in human ischaemic stroke: A systematic review.</a> Sleep Medicine Reviews. 45, 54-69 (2019).</li><li>Lo, E. H., 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=Circadian+biology+and+stroke.">Circadian biology and stroke.</a> Stroke. 52 (6), 2180-2190 (2021).</li><li>Meng, H., Liu, T., Borjigin, J., Wang, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemic+stroke+destabilizes+circadian+rhythms.">Ischemic stroke destabilizes circadian rhythms.</a> Journal of Circadian Rhythms. 6 (1), 1-13 (2008).</li><li>Stern, R. A., Bachman, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depressive+symptoms+following+stroke.">Depressive symptoms following stroke.</a> The American Journal of Psychiatry. 148 (3), 351-356 (1991).</li><li>Rapolien&#279;, J., Endzelyt&#279;, E., Jasevi&#269;ien&#279;, I., Savickas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stroke+patients+motivation+influence+on+the+effectiveness+of+occupational+therapy.">Stroke patients motivation influence on the effectiveness of occupational therapy.</a> Rehabilitation Research and Practice. 2018, (2018).</li><li>Robinson, R. G., Jorge, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-stroke+depression:+A+review.">Post-stroke depression: A review.</a> American Journal of Psychiatry. 173 (3), 221-231 (2016).</li><li>Faraji, 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=Sex-specific+stress+and+biobehavioral+responses+to+human+experimenters+in+rats.">Sex-specific stress and biobehavioral responses to human experimenters in rats.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 965500 (2022).</li></ol>

このプロトコルには複数の用途があります。まず、最も広くは、ORTは、社会的で豊かな住宅の文脈で、自動化された単一被験者の行動トレーニングとデータ収集を可能にする目的で開発されました。この研究では、典型的な行動指標を収集し、脳卒中の文脈でそれらを詳しく説明するというアイデアをテストしましたが、他のアプリケーションや行動課題についても同じことができます。こ?...

ラットモデルを用いた行動訓練と試験は、認知過程の探索から病態など、数え切れないほどの研究分野で重要である1。通常、このトレーニングとテストは、研究者が手動で動物を自宅のケージから取り出し、一時的に何らかの装置に入れて、1対1のセッションで1匹の動物で実施されます。残念ながら、このアプローチにはいくつかの困難と制限があります。まず、行動テストは研究者にとって非常に時間がかかる可能性があり、トレーニングが必要な場合、その時間要件はさらに大きくなります。第二に、このアプローチは、他の場所で確立されたように、取得したデータに自動的に影響を与えるか、潜在的に混乱させることさえあります2。これらの交絡は、濃縮関連の変数を考慮するときに特に顕著です。具体的には、実験用ラットは伝統的に1匹または2匹のラットにちょうど十分な大きさの小さなケージに収容されており3、ランニングホイールが提供されない場合、彼らは運動する有意義な機会なしに一生を過ごす可能性があります。さらに、孤立した住居は、ラット4などの社会種の主要なストレス源になる可能性があります。これらの福祉関連の欠点のいくつかは、ラットの生理機能5,6に影響を与える可能性が高く、種に典型的な行動発現4の発達を先取りし、人間の状況に適用されるげっ歯類モデルの質に影響を与える可能性があります。
近年、研究者はこれらの問題に対するいくつかのタイプの解決策を追求してきました。最も単純なタイプの解決策は、行動テストとトレーニングを自動化することでした 7,8,9,10、したがって、1人の研究者が1匹の動物に注意を向ける必要がなくなります。追加の解決策は、実験チャンバー11,12への動物の移動を自動化することで、人間の関与の必要性をさらに排除することである。最後に、動物を他の動物と一緒にコロニーケージに収容し、探索と濃縮のためのより多くの余地を与えることを可能にするいくつかの設定が検討されています13。これらの利点にもかかわらず、このようなコロニーのセットアップは、個別に差別化された行動データを収集する努力を制限したり、複雑にしたりする可能性があります(ただし、コンピュータービジョンを使用する取り組みを参照)14,15。個々の行動データが必要な場合、行動セッションのためにコロニーケージから動物を識別して回収することも、より困難または複雑になる可能性があります。現在、(濃縮された)コロニーハウジング16,17,18から個々の行動データを収集するためのシステムはほとんど存在しない。
これらの欠点は、後天性脳損傷の行動への影響に関する研究に特に影響を与える可能性があります。第一に、人間の存在および/または性別、および取り扱い慣行がげっ歯類の行動に影響を与えることは明らかであり2,19、これらの変数は、以前のラットとラットの行動に異なる影響を与える可能性があります。脳卒中後。第二に、脳卒中後の人間の行動結果は、リハビリテーション運動の推奨用量への関与を自発的に減少させることによって悪化する可能性があります20。現在、げっ歯類の実験では、ラットは行動セッションに参加するか棄権するかを自由に選択できないため、この種のコンテキストをモデル化しない傾向があります。
この記事では、濃縮コロニーケージの枠組みの中で個々の行動テストを容易にするために設計されたプロトコルを紹介します。このアプローチは、現在の慣行の制約に対処するだけでなく、革新的な対策を探求するための道を開きます。1匹のラット回転式改札口(ORT)が開発され、コロニーケージに取り付けることができるため、動物は独立して行動室に入り、独自のトレーニングとテストセッションを開始できます。このシステムは手頃な価格です。各ORTは低コストで組み立てることができます(3Dプリンターへのアクセスがある場合)。過去には、このシステムの検証は、基本的なオペラント室を用いて行われ、実験者の立ち会いなしに、動物が単純なオペラントレバープレスを行うように一貫して訓練され得ることを示した16。それにもかかわらず、この構成が他のシナリオに適用できるかどうかという問題は未解決のままです。目的は、以前に確立されたORTコロニーケージセットアップの有効性を検証することです 脳卒中後の運動障害に関連する熟練したリーチ行動をトレーニングおよび定量化します。この構成は、脳卒中研究では通常調査されない新しい変数を生成するために利用されました。これらの変数には、熟練したリーチタスクのパフォーマンス指標と、モチベーションと意思決定に関連する可能性のある自己開始の測定が含まれます。さらに、脳卒中による24時間にわたる毎日の自己開始の概日パターンの変化が効果的に検出された。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D printer&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Consult with local makerspace</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bolt</td>
			<td>Boltdepot</td>
			<td>1346</td>
			<td>6-32 or 8-32 by&#160; 0.5&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bolt</td>
			<td>Boltdepot</td>
			<td>1348</td>
			<td>6-32 or 8-32 by&#160; 0.75&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>door hinge</td>
			<td>XJS (Amazon)</td>
			<td>43398-16234</td>
			<td>1&#34; cabinet stainless steel door hinge set; Optional (if &#34;perfect hinge&#34; is not printed)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>drill</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any electric drill works</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>extension spring</td>
			<td>Nieko (Amazon)</td>
			<td>50456A</td>
			<td>Choose and adjust spring based on ORT sized and desired tension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>granulated sugar</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lock nuts</td>
			<td>Boltdepot</td>
			<td>2551</td>
			<td>6-32 or 8-32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>measuring tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcontroller</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>A000066</td>
			<td>Arduino Uno</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microswitch</td>
			<td>Sparkfun</td>
			<td>KW4-Z5F</td>
			<td>mini microswitch (SPDT-roller lever)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>One Rat Turnstile (ORT)</td>
			<td>Vulintus</td>
			<td></td>
			<td>Contact company to request quote if not self-assembling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operant Chambers as desired for behavioral assessment: For this experiment we used automated isometric pull chambers from Vulintus&#160;</td>
			<td>Vulintus</td>
			<td>No cat #: contact Vulintus</td>
			<td>Contact Vulintus for quote</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLA filament&#160;</td>
			<td>OVERTURE (Amazon)</td>
			<td>UK-MATTEPLA17511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plexiglass</td>
			<td>Lesnlok (Amazon)</td>
			<td>B09P74K7BR</td>
			<td>clear, 1/8&#34; thickness, Cut to size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plexiglass cutter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>python program</td>
			<td>Python Software Foundation</td>
			<td></td>
			<td>software available on request</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RFID reader</td>
			<td>Priority 1 Design</td>
			<td>RFIDRW-E-USB</td>
			<td>With antenna</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RFID tag</td>
			<td>Unified Information Devices</td>
			<td>UC-1485-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rod</td>
			<td>Boltdepot</td>
			<td>23632</td>
			<td>cut to &#62; 3.5&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary tool</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used to bore hole in apparatus and colony caging for ORT; any hardware usable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sand paper</td>
			<td>HSYMQ (Amazon)</td>
			<td>TOMPOL-1118-1915-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>socket wrench set</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any socket wrench set works</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>soldering iron</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>super glue</td>
			<td></td>
			<td>234790</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wire</td>
			<td>Plusivo (Amazon)</td>
			<td>EAN0721248989789</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

gathering self-initiated rat behavioral data to characterize post-stroke deficits

ラットモデルでの行動試験は、心理学的、生物医学的、行動学的研究など、さまざまな目的で頻繁に利用されています。従来のアプローチの多くは、実験において、1人の研究者と各動物との間で1対1の個別の試験セッションを行うものです。この設定は研究者にとって非常に時間がかかる可能性があり、それらの存在は望ましくない方法で行動データに影響を与える可能性があります。さらに、ラット研究のための従来のケージは、通常種に典型的である濃縮、運動、および社会化の欠如を課し、この文脈は行動データの結果を歪める可能性もあります。これらの制限を克服することは、後天性脳損傷の研究を含むいくつかの研究用途にとって価値があるかもしれません。ここでは、ヒトがいないコロニーケージ内で個々のラットの行動を自動的に訓練およびテストするための方法の例が示されています。無線周波数識別を利用して、個々のラットに合わせてセッションを調整することができます。このシステムの検証は、脳卒中前後の熟練した前肢運動能力を測定する例のコンテキストで行われました。脳卒中後の行動障害の従来の特性と、成功率、引っ張り力のさまざまな側面、発作分析、開始率とパターン、セッション時間、概日パターンなど、システムによって可能になる新しい測定が測定されます。これらの変数は、いくつかの制限なしに自動的に収集できます。この装置は、曝露、タイミング、および実践の実験的制御を取り除きますが、検証により、動物間でこれらの変数に合理的な一貫性がもたらされました。

動物は、1つのコロニーケージで4匹の雌ラット、別のコロニーケージで4匹のオスラットで訓練およびテストされました。すべてのラットは、4日以内にORTを通過することを学びました。4匹の雌ラットは、約6週間の訓練で120gの力の必要量で>85%の成功した発作に達し、雄ラットは10週間で同じ基準に達しました(恵まれないラットでの標準的な訓練では約3週間と比較して)7。こ?...

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Gathering Self-Initiated Rat Behavioral Data to Characterize Post-Stroke Deficits

社会的コロニーケージ設定内で自己開始された個人行動セッションからデータを取得するためのシステムが提示されます。このシステムの有効性は、自動化された熟練したリーチ評価を使用して実証され、脳卒中後の運動障害、モチベーションに関連する潜在的な行動変化、概日変動、およびその他の革新的な従属変数の特性評価を可能にします。

脳卒中後の欠損を特徴付けるための自発的なラット行動データの収集

Behavioral testing in rat models is frequently utilized for diverse purposes, including psychological, biomedical, and behavioral research. Many ...

この研究は、動物が豊かなコロニー住宅に住むことができるようにすることで、行動ベースの実験の典型的な制限に対処することを目的としています。目標は、自発的な行動テストとトレーニングを促進し、そのアプローチが、典型的なものと新規なものの両方の脳卒中後の従属変数を含む有効な個別化されたデータをどのように生成できるかを実証することです。行動実験を行う研究者には、行動訓練に時間を費やし、人間によるげっ歯類の取り扱いや、食物、運動、社会的相互作用の剥奪に関連する潜在的な交絡を最小限に抑えるなど、いくつかの課題があります。うまくいけば、このプロトコルの調査結果は、行動データを収集するための自動化された、人間を使わない、または生態学的に強化されたアプローチを追求することの有用性を示しています。これにより、他の研究者がこのようなハイスループット手法を利用して、新しい変数や一連の実験パラダイムを探求できるようになることを願っています。まず、組み立て済みの1つのラット回転式改札口またはORTを入手します。無線周波数識別(RFIDリーダー)をORTに取り付け、RFIDアンテナをORTチューブに取り付けます。行動装置とコロニーケージの間にORTを取り付けます。RFIDシステムを設置して、ORTを通過する動物を読み取ります。同じサイズのラットのコホートをコロニーケージに導入します。ORTを介して行動装置に定期的に入るようにラットを訓練します。次に、ポーリングハンドルを熟練したリーチ装置に導入します。Arduinoプログラムで、プルハンドルを最高感度に設定するには、RATに移動します。Hファイルを作成し、プルを開始するために必要な力のしきい値を定義します。チャンバーの外側に1〜1.25センチメートルの最終位置に達するまで、レバーを毎日0.25〜0.5ミリメートル後退させます。パーセンタイルトレーニングプログラムを開始して、ハンドルをアクティブにするために必要な引っ張り力を徐々に増やします。ラットが最終的に基準範囲である120グラムのプルに確実に到達したら、パーセンタイルトレーニングプログラムを削除し、ハンドル活性化の基準を120グラムに固定します。脳卒中誘発ラットを従来のケージで3〜7日間回復させます。回収後、ラットを熟練したリーチ装置にORTを取り付けた状態でコロニーケージに戻します。脳卒中後の欠損を評価するのに十分なデータが収集されるまで、120グラムのプル要件で行動テストを完了します。熟練したリーチ評価では、脳卒中誘発後、成功率、平均引っ張り力、ラットの発作あたりの引っ張りの有意な変動が観察されました。脳卒中はセッションの開始に影響を与えませんでした。女性は一貫して男性よりも多くのセッションを開始し、脳卒中後の割合に変化はありませんでした。対照的に、ほとんどのラットは、おそらく試合の成功率が低下したため、チャンバー持続時間の増加を示しました。脳卒中は、男性と女性の両方で、一日を通してセッション分布の概日パターンに影響を与えました。脳卒中前、動物は主に光周期の早い段階で、雌では暗周期が始まる直前にこの課題に従事していました。脳卒中後、オスとメスの両方が、光サイクル全体を通して徐々に関与を高める方向にシフトしました。現在、トランスレーショナル脳卒中研究では、さまざまな重要な行動アッセイが利用されていますが、その大部分は、労働集約的な1対1の検査と、時折動物を使ったトレーニングを必要とします。また、アッセイは主に実験または開始されたセッションとタスクを特徴としているため、自己開始変数がキャプチャされることはめったにありません。一般的な行動トレーニングやテストのアプローチと比較して、このプロトコルにはいくつかの利点があります。人間による取り扱いに関連する交絡に対処し、研究者の日常の労力を軽減し、いくつかの濃縮源を可能にし、さらには概日変数と開始変数の新しい測定値を提供します。

Research

JoVE Journal

Behavior

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

統合された行動ステーション（INBEST）を有するマウス疾患モデルの行動表現型

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

行動学

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

ラットにおけるパブロフ付きアルコール探索行動の状況誘発性のリニューアルを観察する手順

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Assessing the Multiple Dimensions of Engagement to Characterize Learning: A Neurophysiological Perspective

神経生理学の視点：学習を特徴づけるために、エンゲージメントの複数の次元を評価します

In a recent theoretical synthesis on the concept of engagement, Fredricks, Blumenfeld and Paris1 defined engagement by its multiple dimensions: ...

A Mouse Model of Subchronic and Mild Social Defeat Stress for Understanding Stress-induced Behavioral and Physiological Deficits

ストレスによって誘発される行動や生理障害を理解するための亜慢性マイルド社会敗北ストレスのマウスモデル

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Modeling Verbal Behavior Deficits with the Stimulus Control Ratio Equation, SCoRE

刺激制御比方程式による言語行動の欠陥のモデリング

Verbal operant analyses are the extension of functional analysis technology to the field of verbal behavior, of particular relevance to autism spectrum ...

A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats

ラットの脳卒中後うつ病を誘導するための中大脳動脈閉塞技術

Post-stroke depression (PSD) is the most recurrent of all psychiatric complications resulting from an ischemic stroke. A greater majority (about 60%) of ...

Behavioral Approaches to Studying Innate Stress in Zebrafish

ゼブラフィッシュの先天性ストレスを研究する行動的アプローチ

Responding appropriately to stressful stimuli is essential for survival of an organism. Extensive research has been done on a wide spectrum of ...

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

姿勢反応を特徴付けるインストルメント化されたプル テスト

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...