マウスのシングル·ペレット到達タスクで学ぶ学習運動スキル
Summary
永続的な練習は協調運動の精度を向上させます。ここでは、マウスでの前肢のスキルの学習と記憶を評価するために設計されたシングルのペレットに達したタスクを、ご紹介します。
Abstract
手を伸ばすとオブジェクトの取得は、前肢での正確かつ協調運動の動きを必要とする。マウスを繰り返し把握し、持続的な訓練の後、食品の特定の位置に配置報酬、（精度と速度と定義される）、その運動性能が時間の経過とともに徐々に改善され、高原を取得するために訓練されています。このような到達スキルが習得されると、その更なるメンテナンスは、一定の練習を必要としません。ここでは、マウスでの熟練した前肢の動きの獲得と維持を研究するための単一のペレットに達したタスクを紹介します。このビデオでは、まず、一般的に、この学習および記憶パラダイムで遭遇しているマウスの行動を説明し、その後、これらの行動を分類し、観察された結果を定量化する方法について説明します。マウス遺伝学と組み合わせて、このパラダイムは、解剖学的基礎、生理学的特性、ならびに学習および記憶の分子メカニズムを探索する行動のプラットフォームとして利用することができる。
Introduction
メカニズム基本的な学習と記憶を理解することは、神経科学の最大の課題の一つです。以前に学習した運動能力の保持をモータメモリ1とみなされているのに対し、運動系では、練習を有する新規運動技能の獲得は、多くの場合、運動学習と呼ばれる。新しい運動技能を学ぶことは、通常は運動スキルが完成または十分に一貫しているいずれかの時点まで、時間をかけて所望のモータ性能の向上に反映されている。ほとんどの場合、取得したモータ·メモリでも実践の非存在下で、長期間持続することができる。ヒトでは、陽電子放出断層撮影（PET）および機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて、神経画像研究は2-4の学習運動技能の獲得段階の間に一次運動野（M1）活性の変化、およびM1活性の一時的な干渉によることが示されている低周波経頭蓋磁気刺激はsigniにつながるficantlyモーター行動の改善5の保持を破壊した。ラットで同様に、前肢別研修の両方のc-fosの活性の上昇と6の学習運動技能の後期の間に訓練された前肢に反対M1にシナプス/ニューロン比で例示M1に機能的および解剖学的可塑性を誘導する。さらに、同じような訓練パラダイムもラットがタスク7を獲得した後に減少し、長期増強（LTP）と強化され、長期抑圧（LTD）で、その結果、訓練された前肢に対応する対側M1のレイヤ2/3横のつながりを強化する。そのようなシナプスの修飾は、しかしながら、訓練されていない前肢または後肢8に対応するM1皮質領域では観察されない。 M1は、脳卒中によって損傷した場合あるいは、前肢特定の運動技能9の劇的な欠陥があります。モータ行動研究のほとんどは、ヒト、サルに行われてきたがS、およびラット2-8,10-17、マウスは、その強力な遺伝学と低コストで魅力的なモデルシステムになる。
単一のペレット到達タスク：ここでは、前肢特定モータースキル学習パラダイムを提示する。このパラダイムでは、マウスを固定位置、アーチェリー、ダーツ投げ、およびヒトにおける撮影バスケットボールの学習に類似した挙動に位置食物ペレット（キビ種子）を把握し、取得するために、狭いスリットを通して、前肢を拡張するために訓練されています。この到達タスクでは、マウスおよびラット18との間の同様の結果を示した以前のラット研究から変更されている。 2光子経頭蓋イメージングを用いて、我々の以前の研究は、このトレーニング中に時間をかけて樹状突起棘のダイナミクス（過半数の興奮性シナプスのためのシナプス後構造）を踏襲している。我々は、単一のトレーニングセッションは、訓練された前肢の反対運動皮質の錐体神経細胞に新たな樹状突起棘の急速な出現につながったことがわかった。 S同じ到達タスクのubsequent訓練は優先的にトレーニングが19を終了後も長く持続し、これらの学習によって誘発される棘を安定化。さらに、タスクに達するの繰り返しの間に現れた棘が到達したタスクと他の前肢固有の運動課題（ すなわちパスタ処理タスク）のタンデム実行中に形成された棘が20をクラスタ化しなかった、樹状突起に沿ってクラスタ化する傾向があった。
現在のビデオでは、我々は最初の絶食から成型まで、モータの訓練のために、この行動パラダイムの設定ステップバイステップを説明します。また、この行動パラダイムを実行する過程で、マウスの共通の行動を説明し、どのようにこれらの行動を分類し、分析する。最後に、我々はこのような学習パラダイムを実践するために必要な予防措置およびデータ分析の際に発生する可能性のある問題について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
位相整形することの重要性：
マウスが新しい環境21,22で訓練されるのために未知の環境にいるから不安の増大するのではなく、通常は困難である。そのため、整形の目的は訓練室をマウスに慣れることであり、トレーナー（ すなわち 、その不安レベルを下げる）と、タスクの要件（ つまり、食料源として、種を識別するため）。シェーピングのもう?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、YZの国立精神衛生研究所からの助成金（1R01MH094449-01A1）でサポートされている
Materials
| Training chamber in clear acrylic box | For dimensions, see Fig. 1A |
| Tilted tray for shaping | custom-made from glass slides, see Fig. 1B |
| Food platform for training | For dimensions, see Fig. 1C |
| Millet seeds | filtered from “Wild Bird Food Dove and Quail Blend Wild Bird Food (All Living Things) |
| Forceps | For placing the seeds |
| A weighing scale | For daily body weight measurement |
| A stopwatch | For time measurement during shaping/training sessions |
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