感觉运动皮层损伤后小鼠缺血性卒中模型中的代偿性肢体使用及运动技能学习的行为评估

本实验的总体目标是评估补偿性肢体使用行为效应以及小鼠中风模型的行为变化。首先，在塑形过程中允许小鼠使用任一肢体进行抓取，以确定其偏好的抓取肢体；第二步是仅训练该偏好的抓取肢体完成意大利面矩阵抓取任务，从而建立运动技能。

接下来通过训练小鼠在意大利面基质上使用受影响较轻的肢体来教授其代偿性肢体使用。在偏好抓取肢体对侧发生单侧缺血性损伤后四天开始抓取任务。最后一步是评估对受影响较轻肢体的训练对中风影响肢体功能结局的作用。

最终，通过在数天测试中成功抓取次数的减少，可证明患肢功能结局受损。该方法有助于回答基础卒中研究中的关键问题，包括行为干预对功能结局的影响。通常，初次接触该方法的研究人员会面临困难，因为训练小鼠完成这一高技能任务需要耗费大量时间和精力。

其优势在于，该检测的敏感性超过其他感觉运动检测。在小鼠中，首先使用剃刀片切割未煮过的 CAPI 意大利面片段，以开始实验操作。

接下来将意大利面片段放入意大利面矩阵中。让小鼠在测试箱中适应三个阶段，每个阶段5到10分钟，前方放置完整的意大利面矩阵，并在底部放若干意大利面片段供其取食，以训练其抓取动作。将小鼠放入测试箱中，前方放置完整的意大利面矩阵，方式与适应性训练相同。

分别记录每侧肢体的抓取次数，并分别标明右侧和左侧肢体的抓取次数。将一次抓取定义为肢体穿过抓取孔，使得腕部突破实验腔的平面，从而四个爪子在腔外可见。在塑形训练过程中，抓取动作无需朝向或接触意大利面。

限制小鼠在箱内的取食次数不超过10次，或时间不超过10分钟，以先达到者为准。首先，为鼓励小鼠进行取食动作，将数根意大利面通过取食孔置于箱内靠近孔口处。

当小鼠表现出兴趣（如嗅闻或啃咬）时，将意大利面片段向外抽出，从而鼓励小鼠在后退的意大利面片段后进行抓取。如果小鼠对干意大利面不感兴趣，可将意大利面片段的尖端浸入少量温水中，使其更易接受。塑形训练阶段还可用于确定小鼠的肢体偏好。

当小鼠每天至少有70%的抓取动作使用单个肢体时，该四肢即被定义为偏好肢体。将小鼠放入测试箱内，箱前放置一个半满的矩阵。通过仅填充偏好肢体对侧的矩阵孔位，训练小鼠仅使用其偏好肢体进行抓取。

在训练的这一阶段，将矩阵中对应较轻侧肢体的部分留空，以减少小鼠使用该肢体进行抓取尝试。每天进行一次训练，每次持续15分钟，或完成100次抓取训练，以帮助小鼠成功学会瞄准并折断意大利面片段。在早期训练阶段，可将另一根意大利面轻轻放在目标抓取位置后方并与其垂直，从而对矩阵中的意大利面片段施加轻微压力。

这种少量的支撑有助于稳定细面条，也更容易让小鼠抓握。成功抓取要求小鼠穿过孔洞，抓住一根面条，折断并从基质中取出。

记录总共的抓取次数，最多记录100次，以及成功折断的意大利面片段的数量和位置。在此过程中，从缺血性损伤发生后第四天开始，训练对侧运动皮层受损较少的肢体，该侧与偏好抓取肢体相对。

与术前抓取训练相同，每天进行一次，每次15分钟或100次抓取训练。在非优势肢体训练的第一周，移除意面第一列。为了确保患肢早期抓取尝试不成功，将小鼠放入抓取箱中，前方放置半填充的矩阵。

确保填充的矩阵半侧与术前填充的半侧相对，这将迫使小鼠使用受影响较小的肢体进行抓取。通过强化该肢体穿过抓取孔的伸展动作，鼓励小鼠使用受影响较小的肢体进行抓取。在训练的最初几天，当小鼠伸展受影响较小的肢体时，可在抓取室底部放置一小块意大利面作为激励。

无论抓取是否成功，仅统计非受累肢体完成的抓取动作，计入总共100次抓取。不得将受累肢体的隐蔽性尝试计入总抓取次数。在非受累肢体训练开始后的前七天，将最内侧一列意大利面重新放回矩阵中，记录总抓取次数以及成功折断的意大利面的数量和位置，以评估非受累肢体代偿性使用对卒中受累肢体功能恢复的影响。

在对较轻受影响的肢体进行训练后，测试该肢体在PMRT上的表现。将矩阵放置在操作箱前方，其朝向需与术前训练程序保持一致。

这将迫使小鼠使用受中风影响的肢体进行抓取，记录总抓取次数以及成功折断的意大利面数量和位置，以便与中风前的表现水平进行比较。图中显示了小鼠在偏侧感觉运动皮层（相对于其偏好肢体的对侧）发生缺血性损伤前后，受影响肢体的代表性抓取模式。“前方”表示位于小鼠前方位置逐渐变远的意大利面片段，而“侧方”表示位于小鼠侧面位置逐渐变远的意大利面片段。

此处展示了术后训练期间患肢运动模式随时间变化的典型情况。该图表为一个典型示例，显示了在单侧感觉运动皮层缺血性损伤后15天内，对健侧肢体进行PMRT训练会如何影响患肢的功能表现：健侧肢体的训练会损害患肢的功能结局，并阻碍其有效恢复。在实施该操作过程中，需注意在训练塑造阶段避免过度训练小鼠，防止其进行过多次数的尝试动作。

否则，学习曲线将无法准确反映在此测试中学习的早期阶段。遵循此操作步骤，其他方法，包括免疫组织化学、皮层定位和活体成像，可用于研究行为干预对神经解剖学影响的其他相关问题。