ErasmusLadder

测试过程

ErasmusLadder测试要求老鼠在一个由74对阶梯组成的水平梯子上行走。梯子上装有触控传感器,系统可以检测到鼠标在梯子上的位置,并确定鼠标前爪的位置。

走梯子

每一边的梯级在高和低的位置之间交替,因为在每个高梯级是相对于一个低梯级,反之亦然。梯级被巧妙地放置在特定的距离之外,使测试对野生型小鼠具有足够的挑战性,但对运动功能极端障碍的小鼠来说并不太难。

ErasmusLadder是一个完整的系统,用于评估老鼠的运动表现和运动学习。

  • 评估小鼠的运动表现和运动学习

  • 专门用来测试小脑功能

  • 无创,自动化,易于使用



ErasmusLadder球门盒入口音箱2

培训和失误

原则上,老鼠从较高的梯级上爬梯子是最方便的。因此,错误被定义为使用了低阶之一。丘比多等人表明,虽然野生型和突变型小鼠确实会犯错,但经过几次训练后,测试的突变型小鼠总是能够完成任务。

激励鼠标

水平梯子的起点和终点都是一个球门。一束强光促使怕光的老鼠离开它当前的目标盒子,跑到另一个仍然黑暗的目标盒子,穿过梯子跑到那里。丘比多等人表明,这是不够的动机-老鼠会暂停和探索梯子或反向,如果让他们自己的设备。为了解决这一问题,ErasmusLadder装置还包括加压排气口:顺风确保老鼠以一致的方式通过梯子,并阻止它们静坐。



使用ErasmusLadder的测试过程

ErasmusLadder测试的标准方案是由Erasmus医疗中心(鹿特丹,荷兰)制定的,包括八个疗程,每只动物每天一个疗程。每个会话包括42次运行;其中一半是评估运动表现和运动学习的时间,而另一半更具体地评估在挑战测试中的联想运动学习。协议将在下面解释,但是您可以通过更改会话或试验的数量或试验的组成来定制您的测试,例如通过调整灯光和空气提示的时间。

Erasmusladder走廊阶梯特写2
Erasmusladder走廊阶梯特写


会话是什么样子的

每次试验都完全由ErasmusLadder软件控制。一旦实验计划在软件中发生,获取就从软件内部开始。该设备将在显示器上显示下一个会话预定的鼠标。当鼠标被放在其中一个目标框中时,会话会自动启动。阅读更多关于软件程序的信息在这里

离开球门

在会话开始时,在提示灯亮起之前,鼠标有一个“超时”时间。如果老鼠根据提示在一定的时间内(标准的Erasmus MC协议是5秒)还没有离开目标框,就会向地板上吹压空气,敦促老鼠走向梯子。在“暂停”期间,动物不允许离开球门。如果它试图逃跑,反方向的气流将迫使它返回球门。



ErasmusLadder错误鼠标1

前四届:
学习如何有效地跨界

通常情况下,第一个阶段(伊拉斯谟MC协议中的四个阶段)被用来教老鼠有效地跨越梯子,并测量它们的运动表现。

一旦动物离开球门并在梯子上被发现,第二股气流就会为老鼠提供逆风,刺激它在连续的情况下穿过梯子。为了保证恒定的逆风,气流的压力根据距离进行调整。当动物进入对面黑暗的球门时,奔跑就结束了。空气停止,在下一次向相反方向跑之前开始一个“暂停”时期。

在采集完一个会话的所有数据后,数据被发送回ErasmusLadder软件进行处理。该软件将自动重置设备,并为下一个鼠标开始准备。



测试运动性能和运动学习

错误的数量以及在连续试验中的变化是对运动学习的一种衡量。丘比多等人表明,野生型小鼠有较高的步进时间——它们走得更慢,放置爪子也更小心。与运动障碍小鼠相比(丘比多的运动障碍小鼠是脆性x相关震颤/失调综合征(一种神经退行性疾病)的模型),这导致了更少的失误。最后,脆性X型小鼠出现失误的比例更高,表明运动表现(学习跨越梯子的效率)与野生型小鼠不同。



后四届:
测试反射性运动学习

有了ErasmusLadder,一种反射式运动学习模式可以进行,允许小脑学习的评估。小鼠被挑战突然出现一个障碍-更高的梯级(非条件刺激),它被放置在台阶表面12毫米以上。障碍由音调(条件刺激)宣布。

在标准的伊拉斯谟MC方案中,老鼠在经过四次无刺激训练后,再接受四次挑战。

EL 2中的ErasmusLadder小鼠

测试小脑

在Erasmus MC协议中,声音和障碍物之间的时间间隔是250ms,这意味着动物在听到声音时已经开始向下一个阶梯移动。然后动物被迫改变它的运动,以避开障碍。为此,小脑的正常运作至关重要。

具体到个人

这种模式的关键特征是,障碍物梯级的提高是基于特定试验中特定老鼠的个人步进模式。该软件实时处理数据,并计算动物在跑步开始时的移动方式,从而预测它将在何时何地放置爪子。这样一来,其中一个台阶就会在准确的时间升起。在此之前,一个音调将警告鼠标此事件。该软件确保在连续运行中不会产生相同的障碍。

同样,每次会话结束后,数据被发送回计算机。在那里可以对数据进行选择、可视化、分析、存储和导出。




el3中的ErasmusLadder小鼠

联想运动学习障碍

具有正常的联想运动学习能力的小鼠将在试验中了解到障碍是不可避免的,并相应地调整他们的步进模式。丘比多等人表明,野生型小鼠在听到音调后立即减少了步进时间(增加了速度)。这是联想运动学习能力的证据。在他们的研究中,他们将这些结果与突变菌株的结果进行了比较,突变菌株是脆性X染色体综合征的模型。脆性X小鼠在扰动(挑战)训练过程中表现出明显的运动学习障碍,而在训练过程中,它们的步长或失误没有任何显著差异。



你可以用ErasmusLadder测量什么

  • 运动表现:步数持续时间和步数类型(例如失步)
  • 运动学习:在连续的试验中参数的变化
  • 联想运动学习:动物如何学会处理与条件刺激配对的障碍