Évaluer la préhension des personnes qualifiées chez les souris à l'aide d'un auto-formateur
Summary
La méthode d’évaluation de l’impact de la formation sur la motricité est un outil utile. Malheureusement, la plupart des évaluations comportementales peuvent être laborieuses et/ou coûteuses. Nous décrivons ici une méthode robotique d’évaluation de la préhension (atteindre-à-grasp) compétence chez les souris.
Abstract
Nous décrivons une méthode pour introduire des souris naïves à une nouvelle préhension (atteindre-à-grasp) tâche. Les souris sont logées individuellement dans des cages avec une fente frontale qui permet à la souris d’atteindre hors de sa cage et de récupérer des granules de nourriture. Une restriction alimentaire minimale est utilisée pour encourager les souris à effectuer la récupération des aliments à partir de la fente. Comme les souris commencent à s’associer à venir à la fente pour la nourriture, les granulés sont manuellement retirés pour stimuler l’extension et la pronation de leur patte pour saisir et récupérer la pastille à travers la fente frontale. Lorsque les souris commencent à atteindre pour les granulés comme ils arrivent à la fente, l’analyse comportementale peut être effectuée en mesurant la vitesse à laquelle ils ont réussi à saisir et à récupérer le granule désiré. Ils sont ensuite présentés à un auto-formateur qui automatise à la fois le processus de fourniture de granulés de nourriture pour la souris à saisir, et l’enregistrement des tentatives réussies et échouées atteindre et saisir. Cela permet de collecte de données d’atteinte pour plusieurs souris avec un minimum d’effort, à utiliser dans l’analyse expérimentale, le cas échéant.
Introduction
Les méthodes pour tester expérimentalement une compétence motrice avant et après- des dommages neurologiques aussi bien que moduler le moment, la quantité, et le type de formation de moteur sont importantes à la recherche translationnelle. Au cours de la dernière décennie, les souris, en raison de la facilité de manipulation génétique qui s’enesticie, sont devenues un système modèle populaire dans lequel il est devenu pour élucider les mécanismes de l’apprentissage moteur avant et après les blessures. Cependant, les tests comportementaux chez les souris n’ont pas été optimisés de la même manière que de tels essais ont été pour d’autres mammifères (en particulier les rats). En outre, il existe des différences importantes entre le comportement d’une souris et d’un rat qui suggèrent fortement la formation des deux espèces de manières différentes1,2.
Les mouvements préhensiles habiles utilisent une main/patte pour placer la nourriture dans la bouche, pour manipuler un objet, ou pour employer un outil. En effet, atteindre saisir divers objets dans la vie quotidienne est une fonction fondamentale des membres supérieurs et l’acte de portée-manger est une forme de préhension que de nombreux mammifères utilisent. Bon nombre des changements génétiques, physiologiques et anatomiques qui sous-tendent l’acquisition de compétences préhensiles ont été bien définis dans le domaine3. En traduisant les résultats précliniques en résultats cliniques, on a besoin d’un test pertinent qui soit efficace et reproductible. Des études sur la portée des rongeurs et des humains démontrent que le comportement de préhension est similaire chez l’homme et chez les animaux4. En conséquence, ces similitudes suggèrent que l’essai de préhension peut servir de modèle translationnel pour étudier l’apprentissage moteur aussi bien que des affaiblissements et des traitements de la maladie humaine. Par conséquent, l’évaluation de la préhension chez la souris peut offrir un outil puissant dans la recherche translationnelle étudiant à la fois la santé et les états de la maladie4.
Malheureusement, la tâche de préhension chez la souris, même pour un cadre de laboratoire à petite échelle, peut être laborieuse et longue. Pour atténuer ce problème, nous décrivons ici une version automatisée de la tâche de préhension. La tâche décrite exige que les souris étendent une seule patte à travers la fente frontale de la cage de la souris, pronate la patte étendue, saisissent la récompense de granule de nourriture, et tirent le granule de nouveau à l’intérieur de cage pour la consommation. Les données obtenues sont présentées comme un succès ou un échec de préhension. Cette automatisation enregistre avec succès les données et réduit le fardeau et le temps avec lesquels les chercheurs doivent s’engager dans la tâche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Notre auto-formateur évalue la portée de l’avant-membre (préhension) d’une manière automatisée. Pour atteindre ce critère d’évaluation, bon nombre des paramètres conçus pour la tâche de préhension de la souris, y compris le placement des granulés, la taille des granulés et les critères d’entraînement, ont été itéronti sur plusieurs années et adaptés des protocoles antérieurs2,5 ,6. L’avancement ici est l’au…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Le dispositif d’auto-formation a été construit par Jason Dunthorn, Uri Tasch, et Dan Tasch à Step Analysis, LLC, avec le soutien d’entrée de conception et les instructions fournies par Robert Hubbard, Richard O’Brien, et Steven Zeiler.
Teresa Duarte, du Centre Champalimaud pour l’inconnu, a fourni des idées et des idées précieuses sur la description et la catégorisation des actions d’atteinte de souris.
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 |
Riferimenti
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