מבנה Forelimb מיומנים להגיע ב עכברוש: סולם דירוג התנועה
8 באוגוסט 2008
היקף לכת מיומנים מחלק את התנועה על ידי forelimb ב להגיע לפעולה מזון לתוך אלמנטים מורכבים כל אחד מהם מוערכים בקנה מידה עם שלוש נקודות. סולם הדירוג הוא תיאר עכבר רגיל יכול להיות מיושם כלפי הערכת הפרעות מוטוריות נוירולוגיות.
לפני תחילת אימון ההגעה (reach) למנוף (ratchet), על החיה להתרגל תחילה למזון שבו היא תנסה להגיע בתוך מכשיר האימון. לשם כך, כמות קטנה של המזון תוצג בכלוב הבית של בעל החיים למשך יומיים עד שלושה ימים רצופים לפני תחילת אימון ההגעה.
האימון מתחיל כאשר הנבדק נחשף למיקום חדש, כגון תיבת ההגעה (reaching box). נבדק ייקח זמן רב יותר עד שיתחיל לאכול ממקור מזון לא מוכר מאשר ממקור מוכר. חולדה תבלה בדרך כלל את המפגש הראשון בתיבת ההגעה בחקירת הסביבה ובהתרגלות לתיבה.
מספר כופתיות מונחות על מגש ההגעה, בטווח ההגעה של לשון החיה. המטרה של המפגש הראשון היא להכיר לחולדה את המזון ואת מיקומו, ולכן הגעה באמצעות הלשון היא מקובלת. אם חיית הניסוי מגלה עניין מספיק במזון, ניתן להרחיקו מהחריץ כדי לעודד שימוש בכף הרגל תוך הרגלת החולדה לפעולת ההגעה.
ניתן להשאיר פלטות מזון רבות על המגש כדי להגדיל את סיכויי ההצלחה בהגעה אליהן ולחזק את ההעדפה לשימוש בכפה. ברגע שנקבעה העדפה ברורה להגעה באמצעות כפה, נעשה שימוש בשקעים במגש ההגעה כדי לספק לחולדה רק שתי פלטות מזון להשגה. דבר זה יסייע לקבוע איזו כפה היא הדומיננטית.
לאחר שנקבעה דומיננטיות של כף רגל, השימוש של החולדה מוגבל לכף רגל זו באמצעות הנחת כדור מזון בודד על המדף, משמאל או מימין. מטרת הסשן השני היא לפתח התנהגות הגעה עקבית ומיומנת. לצורך כך, כדורי המזון מונחים בשקעי ההגעה ברצף מהיר.
לא מתבצע דירוג של הסשן. המיקוד של שלב שלוש הוא פיתוח דפוס הושטה אצל החולדה, אשר יאפשר לחוקר לנתח כל הושטה כאירוע נצפה נפרד ומובחן. מכיוון שהחוקרים מעוניינים לנתח לא רק מניפולציה מיומנת של כף היד, אלא גם את תנוחת הגוף כולה, חשוב שהחולדה תבצע כל הושטה כאירוע נפרד ומובחן.
החוקר משתמש בדפוסי ההתנהגות הטבעיים של החולדה כדי לעצב התנהגות הרצויה עבור שיטות הבדיקה. לאחר ביצוע תנועת הושטה, בין אם הייתה מוצלחת ובין אם לא, החוקר ימתין עד שהחולדה תחזור לחלק האחורי של הכלוב לפני הנחת כדור המזון הבא. בעל החיים הנבדק יקשר במהרה את החזרה לחלק האחורי של הכלוב עם תגמול של מזון, ויחזור לחלק האחורי של הכלוב לאחר כל ניסיון הושטה.
בעוד שדבר זה נדרש עבור חלק מהחולים בשלבים הראשוניים של תהליך האימון, נבדק ממוצע יסתגל במהירות לעיצוב ההתנהגות. אם בעל החיים הנבדק מרעיד או מפיל את כדורית המזון, החוקר רשאי להסיר במהירות את הכדורית ממגש המזון. פרוצדורה זו אמורה לעודד ריכוז מוגבר בהצלחת הגעה בודדת, ולהפחית תנועות הגעה מיותרות.
לאחר שחולדה השיגה מיומנות הגעה מספקת, ניתן לצמצם התנהגות הגעה שאינה מתגמלת באמצעות אימון נוסף. במהלך רצף הגעה מלא, חולדה תחקור בדרך כלל את חריץ ההגעה באמצעות האף. מטרת שלב זה היא לאמן את בעל החיים לזהות את נוכחותו או היעדרו של כדור מזון.
אם החולדה מתקרבת, מרחרחת ומושיטה את כף רגלה כאשר אין כדור מזון, ההתנהגות אינה מתוגמלת. על החוקר להמתין עד שנבדק יחזור מטיול לחלק האחורי של הכלוב. מזהה שאין כדור מזון ואינו מושיט את כף רגלו. בעל חיים שאומן כראוי לא יושיט את כף רגלו כאשר כדור מזון אינו נוכח.
שלב זה עשוי לדרוש סבלנות מצד החוקר, אך ניתן להושלים גם במפגשים קצרים מאוד. ברגע שבעלי ניסוי הבדיקה מבצעים באופן עקבי כל ניסיון כאירוע נפרד ומובחן החוזרים לאחורי הכלוב לאחר כל הושטה, על החוקרים להתחיל בתהליך ניקוד בלתי פורמלי שיאפשר להם לקבוע מתי הושגה מיומנות הבסיס. מיומנות בסיס מוגדרת כמישור (plateau) בציוני ההושטה של בעלי ניסוי הבדיקה.
במהלך מפגשי הניקוד הבלתי פורמליים, משך הזמן של 10 דקות מבוטל לטובת משטר של 10 ו-20 פלטים. כל נבדק מקבל 10 פלטים כחימום, ולאחריהם 20 פלטים עם ניקוד. מומלץ לסדר את הפלטים מראש.
כדי למנוע בלבול, חיות הניסוי יגיעו בדרך כלל לרמת מיומנות בסיסית לאחר שמונה עד 10 מפגשי אימון. ניתן להתחיל בדירוג רשמי לצורך איסוף נתונים לאחר 10 עד 14 מפגשים. הגעה (reach) מוגדרת ככל התקדמות של כף הרגל דרך חריץ ההגעה.
ניסוי מתחיל כאשר חיית הניסוי נמצאת בחלק האחורי של הכלוב, והוא כולל התקרבות לפתח ההגעה, ולאחריה פעולת הגעה המסתיימת בפגיעה (hit) או בפספוס (miss). פספוס מוגדר ככל תנועה של הכף דרך הפתח שאינה גובה גולה. פגיעה מתרחשת כאשר החיה מבצעת תנועת הגעה, תופסת בהצלחה את גולת המזון ומעבירה את המזון לפיה.
יש לאכול את הכדור כדי שההגעה תיחשב להצלחה. באופן עקרוני, ניתן להשתמש במספר נהלי דירוג. במדידה הליברלית ביותר בשיטה אחת, הגעות אינן נרשמות.
המידע היחיד הנדרש הוא האם בעל החיים השיג כדורית במהלך ניסוי בודד. שיטה שתיים היא הנפוצה ביותר מבין סכימות המדידה בשיטה זו. מספר הפגיעות הכולל בציוני בעל החיים מחולק במספר ההגעות הכולל שהוא מבצע.
שיטה שלוש היא התובענית ביותר מבין תכניות המדידה. במדידה זו, פגיעה נרשמת אם ורק אם יעד המזון נתפס בתנועת הגעה אחת במהלך ניסיון.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג סולם דירוג להגעה מיומנת המעריך תנועות של הגפיים הקדמיות בחולדות במהלך משימות הגעה למזון. הסולם נועד להעריך הפרעות מוטוריות נוירולוגיות באמצעות מערכת דירוג בת שלוש נקודות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- ניתוח התנהגותי
- הערכת תפקוד מוטורי
רקע
- חולדות מאומנות להושיט את כפם למזון בסביבה מבוקרת.
- מידת ההיכרות עם המזון משפיעה על הזמן שלוקח להתחיל לאכול.
- התרגלות לתיבת ההגעה היא שלב קריטי לפני האימון.
- סולם הגעה מיומנת יכול לסייע בהערכה של הפרעות מוטוריות.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה סטנדרטית להערכת תנועות הגפיים הקדמיות בחולדות.
- מתן תובנות לגבי הערכה של מצבים נוירולוגיים.
- שיפור ההבנה של בקרה מוטורית במודלים של בעלי חיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- החדרת מזון לכלוב הבית של החולדה לצורך אקלימטציה.
- תצפית על התנהגות בתיבת הגעה חדשה.
- הערכת תנועות הגעה באמצעות סולם של שלוש נקודות.
- השוואת הזמן הנדרש להגעה למזון מוכר לעומת מזון לא מוכר.
תוצאות עיקריות
- חולדות מראות זמני חקירה ארוכים יותר עבור מקורות מזון שאינם מוכרים.
- סולם ההגעה המיומנת מסווג ביעילות את איכות התנועה.
- הביטואציה (התרגלות) משפיעה על היעילות של משימות הגעה.
- הממצאים תורמים להבנת הפרעות מוטוריות במחקר נוירולוגי.
מסקנות
- מדד ההגעה המיומנת הוא כלי בעל ערך להערכת תפקוד מוטורי.
- התוצאות מצביעות על חשיבות ההכרות במשימות הגעה.
- שיטה זו יכולה לסייע בהערכה של מצבים נוירולוגיים במחקר.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דירוג כמותי של תנועות הגעה של הגפיים הקדמיות בחולדות מספק מסגרת סטנדרטית להערכת תפקוד מוטורי וליקויים במודלים פרה-קליניים. גישה זו מאפשרת הערכה אובייקטיבית של נזק נוירולוגי והתערבויות טיפוליות, ובכך תומכת בביטחון ניבוי במחקרי נוירוסיינס תרגומיים ובמחקר של הפרעות מוטוריות. התאמה של סולם הדירוג להתנהגויות מוטוריות של בני אדם ופרימטים מגבירה את ערכו לאישור מטרות בין-מיניות ולמחקרים השוואתיים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה שיטתית של שלמות מסלולי המוטוריקה בעקבות פגיעה נוירולוגית או מידול של מחלה.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות על ידי כימות גירעונות תנועה ספציפיים הקשורים לתשתיות עצביות מוגדרות.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי הבחנה בין תרומות התנועה של הגפיים הפרוקסימליות והדיסטליות.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מספק מבחן התנהגותי הניתן לשחזור להערכת תרופות מועמדות המכוונות לשיקום מוטורי.
- מנstandardיז את דירוג התנועה באמצעות סולם של שלוש נקודות, מה שמבטיח עקביות של המבחן בין מחקרים שונים.
- מייצר פלטים כמותיים המתאימים לסריקת תרכובות ברמת ביטחון גבוהה ולהשוואה בין מעבדות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה הערכות מוטוריות בחולדות למודלים אנושיים ומודלים של פרימטים, ובכך תומכת בפיתוח של סמנים ביולוגיים תרגומיים.
- מאפשרת מעקב לאורכי (longitudinal) אחר התאוששות מוטורית או ניוון במערכות הרלוונטיות למחלה.
- מספקת מידע למקבלי החלטות לגבי קידום מועמדים לנוירו-שיקום ונוירו-הגנה, תוך התחשבות בסיכונים.
שילוב תהליכי עבודה ומסלולי עיבוד (Pipeline)
סולם דירוג תנועה זה משתלב ברצף השלב של הגילוי ועד למסלול הפרה-קליני למחקר של הפרעות נוירולוגיות ומוטוריות.
- ביולוגיה גילויית: תומכת בבדיקת השערות על תפקוד מעגלים עצביים ותגובה לפגיעה.
- סריקה: מספקת נקודות קצה התנהגותיות כמותיות וסטנדרטיות להערכת תרכובות.
- אנליזה: מאפשרת השוואה סטטיסטית של שיעורי הצלחה בהגעה ואיכות התנועה בין קבוצות ניסוי.
- מחקר תרגומי: מגשרת בין ממצאים פרה-קליניים להערכות מוטוריות קליניות באמצעות מדדי התנהגות שמורים.
- שימוש חוזר ארגוני: משמשת כפלטפורמה לשימוש חוזר עבור מודלים נוירולוגיים מגוונים ומחקרי התערבות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף מטרות ובמחקרים מכניסטיים של תפקוד מוטורי.
- ערך תפעולי: מקדם שחזוריות וסטנדרטיזציה בזרימות עבודה של פנוטיפיקה התנהגותית.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות go/no-go עבור פורטפוליים של טיפולים נוירולוגיים על ידי אספקת נקודות סיום פונקציונליות חסונות.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מועמדים מותאם סיכון על בסיס נתונים כמותיים של התאוששות מוטורית.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במדעי העצב ההתנהגותיים ובפרוטוקולים לאילוף בעלי חיים.
- נחוצה תשתית להקלטת וידאו וסטנדרטיזציה של הניקוד לצורך לכידה אמינה של נתונים.
- דורש תיאום בין-צוותי לגבי קריטריוני הדירוג ופירוש הנתונים.
- ניתן להתאמה למודלים שונים של מחלות נוירולוגיות עם התאמות מתאימות באימון.
- תלוי בטיפול עקבי בבעלי החיים ובבקרות סביבתיות כדי למזער שונות.
שאלות נפוצות בנושא ביו-פרמה
Chapters in this video
0:00
Title
0:08
Single Pellet Reaching: Food Habitutation
3:19
Stage Three: Full Sequence Reaching
1:40
Stage Two: Establishing Paw Dominance / Honing of Skillful Reaching
0:41
Stage One: Aparatus Habituation and Food Familiarization
6:29
Scoring Reaches / Graphing Results
