Estudio Motor Habilidad Aprendizaje por Casa de pellets Tareas Llegar en ratones

Entender los mecanismos de aprendizaje subyacente y la memoria es uno de los mayores retos de la neurociencia. En el sistema motor, la adquisición de nuevas habilidades motoras con la práctica se refiere a menudo como el aprendizaje motor, mientras que el mantenimiento de las habilidades motoras aprendidas anteriormente es considerado como la memoria del motor ^1. El aprendizaje de una nueva habilidad motora se refleja generalmente en la mejora del rendimiento del motor deseado con el tiempo, hasta un punto en que la habilidad de motor o bien se perfeccionó o satisfactoria consistente. Para la mayoría de los casos, la memoria del motor adquirido puede persistir durante un largo período de tiempo, incluso en la ausencia de la práctica. En los seres humanos, los estudios de neuroimagen mediante tomografía por emisión de positrones (PET) y la resonancia magnética funcional (fMRI) han demostrado que la corteza motora primaria (M1) cambios de actividad durante la fase de adquisición de las habilidades motoras de aprendizaje ^2-4, y la interferencia temporal de la actividad por la M1 baja frecuencia de estimulación magnética transcraneal conduce a signinificativamente perjudica la retención de mejoría en el comportamiento del motor ^5. Del mismo modo, la formación específica-extremidad anterior en ratas induce plasticidad funcional y anatómica en el M1, ejemplificada por el aumento tanto de la actividad de c-fos y la relación de sinapsis / neurona en el M1 contralateral a la extremidad anterior entrenado durante la última fase de las habilidades motoras de aprendizaje ^6. Por otra parte, un paradigma de formación similar que también fortalece la capa 2/3 conexiones horizontales en el contralateral M1 correspondiente a la extremidad anterior entrenado, lo que resulta en una reducción de la potenciación a largo plazo (LTP) y el aumento de la depresión a largo plazo (LTD) después de ratas adquieren las tareas ^7. Dicha modificación sináptica, sin embargo, no se observa en las regiones corticales M1 correspondiente a la extremidad anterior no entrenado o miembros posteriores ^8. Alternativamente, cuando el M1 se daña por accidente cerebrovascular, hay deficiencias dramáticas en las extremidades anteriores habilidades motoras específicas ^9. Mientras que la mayoría de los estudios sobre el comportamiento de motor se han llevado a cabo en los seres humanos, el monos, y las ratas ^2-8,10-17, los ratones se convierten en un sistema de modelo atractivo debido a sus potentes genética y bajo costo.

Aquí se presenta un paradigma de aprendizaje motor habilidad forelimb específica: una tarea de llegar a un solo pellet. En este paradigma, los ratones están capacitados para extender sus patas delanteras a través de una estrecha ranura para captar y recuperar bolitas de comida (semillas de mijo) situadas en una ubicación fija, un comportamiento análogo a aprender tiro con arco, dardos lanzar, y pelotas de baloncesto de disparo en humano. Esta tarea de llegar se ha modificado a partir de estudios de ratas anteriores que han mostrado resultados similares entre los ratones y las ratas ^18. Utilizando imágenes transcraneal de dos fotones, nuestro trabajo previo ha seguido la dinámica de las espinas dendríticas (estructuras postsinápticas de las sinapsis excitadoras mayoría) en el tiempo durante este entrenamiento. Se encontró que una sola sesión de entrenamiento condujo a un rápido surgimiento de nuevas espinas dendríticas en las neuronas piramidales en la corteza motora contralateral a la extremidad anterior entrenado. Sformación ubsequent de la misma tarea de llegar a estabilizarse preferentemente estas espinas inducida de aprendizaje-, que persistió mucho después de terminada la formación ^19. Por otra parte, las espinas que surgieron durante las repeticiones de llegar tarea tendían a agruparse a lo largo de las dendritas, mientras que las espinas que se forman durante la ejecución tándem de alcanzar la tarea y otra tarea motor forelimb específica (es decir, la tarea de manipulación pasta) no se agrupan ^20.

En el presente vídeo, se describe paso a paso la instalación de este paradigma del comportamiento, de la privación de alimento inicial para dar forma, y ​​para el entrenamiento motor. También se describen los comportamientos comunes de los ratones durante el proceso de ejecución de este paradigma de comportamiento, y cómo se clasifican y se analizaron estos comportamientos. Por último, se discuten las medidas de precaución necesarias para ejercer tal paradigma de aprendizaje y los problemas que pueden encontrarse durante el análisis de datos.