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動物行為實驗指南丨小鼠意面矩陣抓取任務

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好書推薦!《動物行為實驗指南》電子版pdf,網盤發貨

《動物行為實驗指南》共674頁,涵蓋了常見的實驗動物,如小鼠、大鼠和斑馬魚,詳細描述了每一種行為測試的實驗設計、測試設備、實驗流程、評估指標、預期結果、常見問題及解決方法、數據分析、模型應用與局限性等各個方面。它通過快速引導,幫助研究人員高效地掌握實驗的每個階段,減少了查閱文獻和尋找方法的時間,成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實驗指南》共計收錄了16種動物行為類型,包括焦慮抑郁、學習記憶、痛覺、運動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內容。每一類動物行為下,都詳細介紹了多個經典的實驗范式,涵蓋了超過100種實驗方法。 www.behaviewer.com

意面矩陣抓取任務用于評估嚙齒動物的熟練抓取能力,包括它們向不同方向和距離抓取的能力以及四肢的活動范圍。

裝置與設備:

意面矩陣抓取任務裝置包括一個長35厘米、寬14厘米、高35厘米的腔室。腔室的前部有一個寬1厘米的垂直狹縫。狹縫旁邊有一個架子,長12厘米、寬6厘米、高4厘米。架子上有一系列孔洞,深13排、寬20排,每排之間間隔4毫米。未煮過的意面可垂直插入這些孔洞中。一個夾子可將放置意面的架子固定在盒子的前部,這樣便于取下架子重新填充意面。

可以采用不同的任務配置。例如,在一個版本中,整個矩陣可填充260根意面。在另一個版本中,可以使用一半的矩陣,即從狹縫中心向側面包含130根意面。


Fig1 一只小鼠正在進行意面矩陣抓取測試。這只小鼠伸手去抓取排列在意面矩陣中與它經過訓練用于抓取的肢體對側的意面

應用:

意面矩陣抓取任務可用于評估正常嚙齒動物與因腦損傷(包括背柱損傷)而出現運動功能缺陷的嚙齒動物,或患有包括帕金森病在內的神經退行性疾病的嚙齒動物在熟練抓取能力上的差異。此外,它還可用于研究中風嚙齒動物模型在康復訓練或治療后的運動功能。

實驗步驟:

該裝置由一個帶有垂直狹縫的腔室構成,狹縫通向一個架子,架子上有一系列孔洞,最多可放置260根未煮過的意面。在任務過程中,實驗對象被放置在腔室內,必須用前肢通過垂直狹縫抓取每一根意面。由于意面呈矩陣狀排列在抓取腔室開口的遠端和側面,實驗對象必須改變抓取軌跡才能獲取每一根意面。任務完成后,統計實驗對象能夠抓取到的意面數量,并評估其抓取模式,這可以表明其在側向和向前方向上肢體的最大伸展程度。該任務還可根據實驗需求進行修改。研究表明,當大鼠位于與抓取爪相對的一側時,獲取食物的效率最高。因此,通過使用另一種版本的任務,即僅在與實驗對象受影響的爪子相對的一側填充一半的矩陣,可進一步挑戰實驗對象的抓取能力。此外,通過簡單地用彈性繃帶制成的手環限制一只爪子,還可以研究嚙齒動物兩只前肢抓取能力的差異。

1、預訓練:對實驗對象進行單顆粒抓取任務的預訓練,實驗對象必須通過狹窄的狹縫伸出前肢來獲取食物顆粒。

2、使用完整矩陣的意面矩陣抓取任務(版本1):在測試的前12天,將整個矩陣填滿意面。將實驗對象放入裝置中,讓其用任意一只爪子抓取意面。在測試12天后,在一只手腕上戴上彈性繃帶制成的手環。對于對照組實驗對象,隨機選擇一只爪子戴手環;對于實驗組(腦損傷)實驗對象,則戴在受傷的爪子上。戴手環后再進行12天測試。12天后,將手環位置調換,再進行16天測試。

3、使用半矩陣的意面矩陣抓取任務(版本2):僅在矩陣的一側填充意面,即僅在與實驗組實驗對象受影響的爪子相對的一側填充7排孔洞。將實驗對象放入裝置中,每天讓其抓取意面30分鐘,持續15天。統計最后5天抓取到的意面數量。計算實驗對象能夠抓取意面的最大距離。

數據分析:

  • 實驗對象獲取的意面數量

  • 實驗對象能夠抓取意面的最大距離

  • 運動的定性評分(采用3分制:正常運動評分為2分,可識別但異常評分為1分,無前肢運動評分為0分)

總結

意面矩陣抓取任務可評估嚙齒動物的熟練抓取能力。該任務可檢測多種熟練抓取行為,包括嚙齒動物爪子的前伸、爪子的內旋、手指張開、抓握和爪子的外旋。一個夾子將意面架子固定在裝置的腔室上,便于重新填充意面。架子上有260個放置意面的孔洞,意面排列在腔室垂直狹縫的遠端和側面。因此,遠端的意面可以很容易地測量嚙齒動物的最大抓取范圍。該任務還提供了一個方便的成功終點測量指標。

文獻引用:

  • Ballermann, M., Metz, G. A., McKenna, J. E., Klassen, F., & Whishaw, I. Q. (2001). The pasta matrix reaching task: a simple test for measuring skilled reaching distance, direction, and dexterity in rats. Journal of neuroscience methods, 106(1), 39–45. https://doi.org/10.1016/s0165-0270(01)00326-0

  • Tennant, K. A., & Jones, T. A. (2009). Sensorimotor behavioral effects of endothelin-1 induced small cortical infarcts in C57BL/6 mice. Journal of neuroscience methods, 181(1), 18–26. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2009.04.009

  • Chiken, S., & Tokuno, H. (2005). Impairment of skilled forelimb use after ablation of striatal interneurons expressing substance P receptors in rats: an analysis using a pasta matrix reaching task. Experimental brain research, 162(4), 532–536. https://doi.org/10.1007/s00221-004-2189-2

  • Whishaw, I. Q., & Pellis, S. M. (1990). The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a proximally driven movement with a single distal rotatory component. Behavioural brain research, 41(1), 49–59. https://doi.org/10.1016/0166-4328(90)90053-h

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