Summary
Defizite in der Feinmotorik können mit dem Schwebebalken Test festgestellt werden. Leistung auf dem Balken wird durch die Geschwindigkeit, mit der der Strahl durchquert und die Anzahl, wie oft die Maus gleitet auf dem Balken quantifiziert.
Abstract
Hirn-Trauma, genetische Manipulationen oder pharmakologische Behandlungen können in Veränderungen der motorischen Fähigkeiten bei Mäusen führen. Feinmotorische Koordination und Gleichgewicht können durch den Strahl zu Fuß Assay beurteilt werden. Das Ziel dieses Tests ist für die Maus, um aufrecht zu bleiben und zu Fuß über einen erhöhten schmalen Lichtstrahl, um eine sichere Plattform. Dieser Test erfolgt über 3 aufeinander folgende Tage: 2 Tage Training und 1 Tag der Prüfung. Leistung auf dem Balken wird durch die Messung der Zeit, die für die Maus, um den Strahl und die Anzahl der Pfote gleitet, die im Prozess auftreten durchqueren quantifiziert. Hier berichten wir über das Protokoll in unserem Labor verwendet werden, und repräsentative Ergebnisse aus einer Kohorte von C57BL / 6 Mäusen. Diese Aufgabe ist besonders nützlich für die Erkennung subtiler Defizite in Motorik und Gleichgewichtssinn, die nicht durch andere motorische Tests, wie die Rotarod erkannt werden kann.
Protocol
1. Dieses Protokoll ist am Diejenigen von Southwell et. al. (2009) und Carter et. al. (2001).
- Der Strahl Apparat besteht aus 1 Meter Balken mit einer ebenen Fläche von 12 mm oder 6 mm Breite) ruhen 50 cm über der Tischplatte auf zwei Pole. Ein Black-Box befindet sich am Ende des Balkens als der Endpunkt gesetzt. (Sperrholz und andere Arten von Holz für die Balken, Pfosten, und Box kann in den meisten Baumärkten zu finden). Nestmaterial von zu Hause aus Käfigen ist in der Black Box platziert, um die Maus, um den Zielpunkt zu gewinnen. Eine Lampe (mit 60-Watt-Glühbirne) wird verwendet, um Licht über dem Startpunkt Glanz und dient als aversiven Reiz. Nacheinander 0 cm, die einen Timer und eine auf 80 cm, dass der Timer stoppt beginnt: Die Zeit der Mitte 80 cm Kreuz wird von zwei Bewegungsmeldern (hergestellt von Visopia) gemessen. Ein Nylon-Hängematte (die von einem lokalen Stoffgeschäft erhältlich) unter dem Strahl gestreckt, ~ 7,5 cm über der Tischplatte, jede fällt Kissen. Eine Videokamera auf einem Stativ, um die Leistung Rekord aufgestellt. Der Apparat in dieser Demonstration diente vor Ort gebaut.
- Eine Kohorte von mindestens 10 Mäuse für jede Bedingung ist für diesen Test empfohlen. Mäuse sind als Gruppen, wenn möglich, in einem 12 Stunden Licht (07.00 bis 19.00) / Dunkel-Zyklus untergebracht und eingewöhnt in ihre Käfige in den Verhaltenswissenschaften Anlage für mindestens 2 Wochen vor dem Beginn der Prüfung. Etwa 10 Minuten vor dem Training / Prüfung können die Mäuse in den Raum mit dem Strahl Apparat transportiert werden.
- An trainingsfreien Tagen kreuzt jeder Maus die 12 mm Breite 3 mal und dann die 6 mm Breite 3 mal. Beams von größeren Breiten (dh 28 mm) kann für Mäuse, die nicht in der Lage, die schmalere Kreuz oder für größere Mäuse verwendet werden. Mäuse sind an einem Ende eines Trägers gelegt und die benötigte Zeit, um die Flucht-Box am anderen Ende überqueren (80 cm entfernt) ist durch die Bewegung Detektoren gemessen. Der Timer wird durch die Nase der Maus in die Mitte 80 cm begonnen und beendet, wenn das Tier das Ende des 80 cm. Die Mäuse Rest für 10 min in ihre Käfige zwischen den Trainingseinheiten auf dem zwei Strahlen. Während dieser intertrial Zeit kann noch 3-4 Mäusen geschult, um eine effiziente Nutzung von Zeit zu machen. C57BL / 6 Mäusen in der Regel über die Balken mit einer minimalen Menge absetzen oder Abwürgen. Als sie jedoch Stall tun, schnüffeln oder umzusehen, ohne Verfahren nach vorne, sollte der Prüfer fördern die Maus, um vorwärts durch Drängen, Stoßen, Schieben oder ihn von hinten mit behandschuhten Fingern. Nachdem die Mäuse im Safe sind, werden sie einige Zeit (~ 15 Sekunden), um dort Ruhe vor dem nächsten Versuch erlaubt. Nach jedem Training werden die Mäuse direkt auf ihre Käfige zurück und wieder in ihr Gehäuse Zimmer gebracht. Zu beachten ist, können die Mäuse Stall mehr, wenn sie über ausgebildete und sind zu sehr mit dieser Aufgabe vertraut und Apparate. Auf der anderen Seite, können Schulungen für weitere Tage fortgesetzt werden, wenn die Mäuse noch nicht durchqueren den gesamten Strahl erfolgreich nach 2 Tagen Training. Wenn Behandlungen, um die Mäuse aufgetragen werden, sollte eine Baseline-Messung der Leistung vor der Behandlung erreicht werden.
- Am Testtag werden die Zeiten für jeden Strahlquerschnitt aufgezeichnet. Zwei erfolgreiche Versuche, bei denen die Maus nicht auf dem Balken hatten Stall gemittelt werden. Video-Aufnahmen können zur feineren Analyse der Rutschen und anderen beobachtbaren motorischen Defiziten eingesetzt werden. Eine alternative Möglichkeit zum Strahl zu Fuß zu beurteilen ist durch eine neurologische Scoring-System 1,2, die die Unfähigkeit, um den Strahl wie eine Partitur von "1" Kreuz und die Fähigkeit, den Strahl normalerweise Traverse mit beiden Pfoten auf dem Balken Oberfläche und weniger als Preise zwei Fuß rutscht als "7". Ein Slip ist wie der Fuß kommen von der Spitze des Strahls definiert. In diesem Indexierung, würde einen Wert von "3" entsprechen Kreuzung der Balken durch Ziehen Gliedmaßen. Ein Tier, das zählt 1 auf zwei Studien nicht getestet. Beschreibung der Leistung auf dem Balken im Zusammenhang mit anderen Noten können in Feeney et al., (1982) und Carter et al., (2001) gefunden werden.
- Die Balken und Kasten sind Mäusedreck gereinigt und wischte sich mit Handtüchern mit 70% Ethanol und dann mit Wasser eingeweicht, bevor der nächste Strahl auf das Gerät gestellt wird.
2. Repräsentative Ergebnisse:
Abbildung 1. Typische Kreuz mal von männlichen und weiblichen C57BL6 auf 6mm und 12mm Balken. Eine Kohorte von 9 bis 11 Wochen alte C57BL/6-NCRL WT-Mäusen wurden auf beiden Balken nach 2 Tagen Training getestet. Durchschnittliche Zeit für das Überschreiten der 12 mm Balken wurden 4,6 ± 0,4 s für Männer (n = 14) und 3,3 ± 0,3 sec für Frauen (n = 11). Times über die 6 mm Balken waren 6,8 ± 0,7 sec bei den Männern (n = 13) und 5,9 ± 0,5 sec für Frauen (n = 10) (Fehler werden als SEM berichtete).
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Discussion
Leistung auf dem Schwebebalken ist ein nützliches Maß für feine Koordination und das Gleichgewicht und wurde durch frühere Arbeiten bestätigt worden. Der Strahl testen können motorische Defizite aufgrund von Alter, Zentralnervensystem syst `Läsionen und genetische und pharmakologische Manipulationen bei jungen und älteren Nagetiere 2,3,4 erkennen. Mäuse mit kortikalen Auswirkungen Läsionen weisen oft Gegenseite rutscht auf den Balken 5,6. Der Strahl-Test wurde auch verwendet, um die motorischen Fähigkeiten von Wildtyp-(WT) und Huntington-Krankheit (HD) Mausmodellen im Laufe der Zeit zu differenzieren und zu Verbesserungen in HD Mäusen mit der Behandlung 7,8 zu bewerten. Eine weitere genetische Mausmodell, wo motorische Defizite auf dem Schwebebalken nachgewiesen wurden gehören einem Mausmodell der Sandhoff-Krankheit, eine lysosomale Speicherkrankheit 9. In Erkennung der motorischen Koordination Defizite durch Benzodiazepine induzierte, wurde der Strahl-Test sensitiver als die Rotarod. Stanley (2005) zeigten, dass nur 30% GABA (A)-Rezeptor-Besetzung von Diazepam oder Lorazepam nötig war, um motorische Defizite auf dem Balken im Vergleich zu über 70%-Rezeptor-Besetzung für Defizite auf dem Rotarod 10 zu beobachten. Beams von schmalere Breiten können verwendet werden, um noch mehr feine Unterschiede zu erkennen.
In dieser Studie untersuchten wir eine Gruppe von 9 bis 11 Wochen alte C57BL/6-NCRL WT-Mäusen auf den 12 mm und 6 mm Balken. Durchschnittliche Zeit für das Überschreiten der 12 mm Balken wurden 4,6 ± 0,4 s für Männer (n = 14) und 3,3 ± 0,3 sec für Frauen (n = 11). Times über die 6 mm Balken waren 6,8 ± 0,7 sec bei den Männern (n = 13) und 5,9 ± 0,5 sec für Frauen (n = 10) (errorsare als SEM berichtete). Es gab nur wenige Belege und keine fällt um diese Mäuse auf diese Strahlen. In genetisch oder pharmakologisch manipulierte Tiere, kann die Ausrutscher und Stürze werden immer häufiger und quantifiziert werden kann. Impaired Mäuse können auf der Seite des Strahls festhalten, erhöht die ihre Zeit zu überqueren. Der Umfang der Tätigkeit kann je nach Alter und Belastung der Mäuse unterscheiden. C57BL / 6 Mäuse sind in der Regel aktive Tiere 6.
Änderungen dieser Überprüfung, die Förderung der Mäuse vorankommen kann die Verwendung einer schiefen Balken anstatt eine horizontale 2,4. Die Mäuse können auch in der sicheren Plattform für ein paar Sekunden platziert werden, um die Bereitschaft zu erhöhen, um das Ziel 2 zu erreichen. Störfaktoren für die Beurteilung der motorischen Koordination mit dem Schwebebalken gehören Motivation und Mäuse, die sind übertrainiert kann sich gelangweilt und unkooperativ. Wenn motorische Defizite gefunden werden, können auch andere Tests, einschließlich Footprint-Analysen des Bewegungsapparates Gang, Mesh-Klettern, Schwimmen, Klettern Pol, und die Treppe Test zur weiteren Beurteilung der Defizite 2,4 sein.
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Disclosures
Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien und Vorschriften her von der Caltech Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) gesetzt durchgeführt.
Acknowledgments
Bernstein Southwell Einrichten der Geräte und geschultes die Autoren in ihrer Nutzung. Die Finanzierung wurde durch einen Zuschuss aus dem NINDS zu Paul Patterson zur Verfügung gestellt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Beams: 1-m strips of smooth wood with small, medium, and large square (i.e., 6, 12, and 28 mm wide) cross-sections | |||
| Support stand to hold up the start section of the raised beam (∼1.5-cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Goal box (20 cm on each side) mounted on a support stand (3 cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Hammock-∼7.5 cm above tabletop | |||
| 60-watt (W) desk lamp | |||
| Video camera, tripod, and blank video tapes | |||
| Ethanol, paper towels, cleaning materials |
References
- Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury. Science. 217, 855-857 (1982).
- Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. Motor coordination and balance in rodents. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, (2001).
- Wallace, J. E., Krauter, E. E., Campbell, B. A. Motor and reflexive behavior in the aging rat. J Gerontol. 35, 364-370 (1980).
- Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat Rev Neurosci. 10, 519-529 (2009).
- Fox, G. B., Fan, L., Levasseur, R. A., Faden, A. I. Sustained sensory/motor and cognitive deficits with neuronal apoptosis following controlled cortical impact brain injury in the mouse. J Neurotrauma. 15, 599-614 (1998).
- Buccafusco, J. J. Methods of behavioral analysis in neuroscience. , 2nd edn, CRC Press. (2009).
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- Stanley, J. L. The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines. J Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).
