使用自动训练器评估小鼠的熟练前向
Summary
评估培训对运动技能的影响的方法是一个有用的工具。不幸的是，大多数行为评估可能是劳动密集型和/或昂贵的。我们在这里描述了一种机器人方法，用于评估小鼠的自理（达到-抓握）技能。
Abstract
我们描述了一种将天真的老鼠引入一种新颖的自命不及（达到把握）任务的方法。老鼠单独安置在笼子里，有一个正面槽，允许老鼠伸出笼子，取回食物颗粒。最小食物限制用于鼓励小鼠从槽中取回食物。当老鼠开始联想到槽里吃食物时，颗粒被手动拉开，以刺激爪子的延伸和刺激，通过正面槽抓住和取回颗粒。当小鼠到达槽时开始接触颗粒时，行为测定可以通过测量它们成功抓住并检索所需颗粒的速率来执行。然后，它们被介绍给一个自动训练器，自动为鼠标提供食物颗粒的过程，并记录成功和失败的到达和把握尝试。这允许以最小的工作量为多个小鼠收集到达数据，并酌情用于实验分析。
Introduction
实验测试运动技能前神经损伤和后神经损伤以及调整运动训练的时间、数量和类型的方法对转化研究具有重要意义。在过去的十年里，由于遗传操作的易用性，小鼠已经成为一种流行的模型系统，可以阐明损伤前和损伤后的运动学习机制。然而，小鼠的行为检测没有像其他哺乳动物（尤其是大鼠）那样得到优化。此外，老鼠和老鼠的行为之间有重要的区别，这强烈地暗示了以不同方式训练这两个物种1，2。
熟练的前体运动使用手/爪将食物放入嘴里，操纵物体，或使用工具。事实上，伸手去掌握日常生活中的各种物体是上肢的基本功能，而伸手可吃的行为是许多哺乳动物使用的一种自我控制形式。许多遗传、生理和解剖学的变化，支持前恒技能的获取，已经在领域3中得到了很好的定义。在将临床前发现转化为临床结果时，需要一个高效且可重复的相关测试。对啮齿动物和人类接触的研究表明，在人类和动物中，习性行为是相似的。因此，这些相似性表明，前体测试可以作为研究运动学习以及人类疾病损伤和治疗的翻译模型。因此，评价小鼠的发病可以为研究健康和疾病状态的转化研究提供强有力的工具。
不幸的是，老鼠的先验任务，即使是小规模的实验室设置，可能既费时又费时。为了缓解这个问题，我们在这里描述一个自动版本的预处理任务。所述任务要求小鼠通过小鼠的家笼正面槽伸出一只爪子，将延长的爪子拉上，抓住食物颗粒奖励，并将颗粒拉回笼子内部食用。所得数据以成功或失败的形式呈现。这种自动化成功地记录了数据，并减轻了研究人员必须承担任务的负担和时间。
Protocol
Representative Results
Discussion
我们的自动培训师以自动的方式评估前肢的伸向（前肢）。为了实现这一端点，许多专为小鼠捕集任务设计的参数，包括颗粒放置、颗粒大小和训练标准，已迭代数年，并根据以前的协议2、5进行修改，6.这里的进步是使用机器人实现任务的自动化，该机器人允许家庭笼式外壳。家庭笼外壳使小鼠保持平静，以更少的焦虑执行?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
自动训练装置由杰森·邓索恩、乌里·塔施和丹·塔施在步进分析有限责任公司建造，设计输入支持和由罗伯特·哈伯德、理查德·奥布赖恩和史蒂文·泽勒提供说明。
尚帕利莫未知中心的特雷莎·杜阿尔特提供了关于描述和分类小鼠到达行动的宝贵见解和想法。
Materials
| ABS Filament | Custom 3D Printed | N/A | utilized for pellet holder, frame, arm and funnel |
| ABS Sheet | McMaster-Carr | 8586K581 | 3/8" thickness; used for platform compononents, positioning stand guides and base |
| Adruino Mini | Adruino | A000087 | nano version also compatiable as well as other similar microcontrollers |
| Bench-Top Adjustable-Height Positioning Stand | McMaster-Carr | 9967T43 | 35 lbs. load capacity |
| Clear Acrylic Round Tube | McMaster-Carr | 8532K14 | ID 3/8" |
| Low-Carbon Steel Wire | McMaster-Carr | 8855K14 | 0.148" diameter |
| Pellet Dispenser | Lafayette Instrument: Neuroscience | 80209-45 | with 45 mg interchangeable pellet size wheel and optional stand |
| Photointerrupter Breakout Board | SparkFun | BOB-09322 ROHS | designed for Sharp GP1A57HRJ00F |
| Reflective Object Sensor | Fairchild Semiconductor | QRD1113 | phototransistor output |
| Servo Motor | SparkFun | S8213 | generic metal gear (micro size) |
| Transmissive Photointerrupter | Sharp | GP1A57HRJ00F | gap: 10 mm, slit: 1.8 mm |
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