动物造模,背外侧前额 中国实验动物信息网 2020-09-10 543

　　简介：在过去的几十年中，对背外侧前额叶区域（dlPFC）进行了广泛的研究，以揭示其在工作记忆中整合多种认知属性的作用及其在风险相关决策中的重要性。对非人类灵长类动物的一些研究也强调了dlPFC在时空运动序列的心理表征中的作用。换句话说，受试者需要在一定时间后重现一系列动作。尽管与人类的运动控制有关，但dlPFC和大脑基底核（大脑神经回路）在控制和预测抓握力中的作用有助于手的敏捷性，感觉运动皮层（M1/S1）和运动。有证据可以补充预期在前皮质，辅助运动区，带回旋区，顶叶后和下顶皮质以及大脑中与主要抓握有关的活动。正如Ehrsson等人指出的。与准确抓地力相关的DLPFC活动也可能反映出平行的行为因素，例如空间注意力，触觉信息的短期记忆，运动反应的选择以及运动性能的集中自动监控。但是，虽然dlPFC在运动学习中的作用已经确立，但随着运动任务变得越来越“自动”，dlPFC激活似乎逐渐消失，从而导致“较低的”大脑结构。它可能反映了责任的下放。*近，Kaeser和他的同事报告了有关dlPFC在表征运动习惯中作用的原始数据。在这项研究中，作者对两只猕猴进行了dlPFC皮质活检，以评估它们对一系列运动行为（习惯）的影响。与对照猴子相比，dlPFC受损的动物（第46区）对时空序列的影响更大，但运动能力本身（得分）不受影响。另外，*个迹象是小活检对运动序列的影响要比大活检少，因此dlPFC活检的大小与运动习惯的变化程度之间存在关系。但是，由于病例数有限（n = 2），可能需要更多数据来支持这一假设，包括病例数和dlPFC病变确切位置的变异性。很明显。另外，对人类受试者的功能磁共振成像（fmri）研究突出了dlPFC在执行需要控制（预测）抓地力的运动任务中的作用。这项研究旨在测试基于非人灵长类动物的1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）帕金森病模型的新治疗策略。神经细胞生态系统（ANCE）的移植。在这种情况下，对四只成年雌性鲭鱼（在MPTP治疗前几个月）进行了dlPFC的单侧活检，以提供获得ANCE所需的细胞物质。先前曾训练猴子执行定量运动（手敏捷）任务，例如“修改后的布林克曼委员会”任务和“用手抓抽屉”任务。因此，当前关于非人类灵长类动物的研究的目的是扩展有关前额叶区域（PFC）在运动习惯中的作用的初步数据，主要是在事先已知dlPFC时才准确。这是为了测试它有助于预测力。该水平所需的抓地力假说是*近在人类中报道的。

　　数据是从4只成年雌性猴子（Mk-MY，Mk-LY，Mk-MI，Mk-LL）收集的，体重为3.0.-5.0 kg，在行为训练开始时的年龄。在4-8岁时，恢复时间比3年前的数据要长。也就是说，猴子受过高度训练以完成两项运动任务。房间配备齐全，设有室外空间和免费饮用水。每只猴子每天都会与实验者一起执行一项或两项不同的行为任务。在转移到行为实验室之前，首先将每只动物自愿放在猴子的椅子上并称重。此外，在整个实验过程中，每天都要对食欲，社交行为和皮毛状况进行治疗。行为测试后，猴子每天都会吃谷类食品，蔬菜和水果。

　　动作任务：手动灵活性评估*初是基于“修改后的Brinkman板”任务的，其中从25个水平和25个垂直孔中回收的颗粒随机分布在有机玻璃板上。每个孔中都包含一个。香蕉味食品颗粒。由于孔的大小和形状，猴子需要使用准确的抓地力（拇指和食指的相对位置）才能成功获得食物颗粒。一只手每周三天执行一次单独的任务。在*初的30秒内正确恢复的食物颗粒的数量对应于反映运动表现的分数。以各种方式评估MK-LL的运动表现。实际上，mk-LL是这两种作用的混合。您可以按照期望的方式一个接一个地抓取颗粒，也可以将所有颗粒放入嘴中。以前，正如Kaeser等人所解释的那样，按顺序取出了几颗药丸并储存在您的手掌中。由于这种随机变化，通过计算整个任务中正确提取的单个粒子的总数和正确提取的多个粒子的总数，可以计算出MK-LL动力学性能。这对应于“总分”。另外，根据时间选择顺序（依次访问50个洞）评估运动策略（习惯）。从顺序访谈中获得的运动策略仍然是对运动习惯的定性评估。与以前相同的统计方法用于量化运动习惯数据。根据每个孔在“修改后的Brinkman板”的水平左右轴上的位置，为其分配一个空间位置编号。它总结了差值的绝对值50，并提供了系统运动顺序的索引。例如，如果猴子从木板左边缘的孔向右边缘沿水平轴逐渐移动，则运动习惯指数将变小，因为空间位置（左=小数）与时间序列之间的差异很小。我会。 ..相反，从右到左对板进行系统扫描会产生很大的运动习惯指示，每个孔的空间位置数量和序列数量之间会有很大差异。该指数可用于评估猴子在日常训练中是否重复相同的序列。例如，该索引的变化反映了从一个活动到下一个活动的选择顺序的变化，而细微的波动反映了连续会话中稳定的选择顺序。请注意，mk-LL不会按照标准的单粒子抓斗程序执行“ Modified Brinkman Board”任务，因此无法评估运动策略。第二步任务是“伸出并抓住抽屉”。它用于量化和控制抓地力以及负载（拉力）力的产生和时间的流逝。通过设计此任务，猴子用一只手打开抽屉并抵抗了各种阻力。 “伸出并抓住抽屉”的任务需要牢牢抓住拇指和食指之间的抽屉手柄（握力）并监控拉力（负载）。一个标准任务包括用每只手在每个不同的电阻上运行10个正确的连续测试。正确的测试定义为成功打开抽屉，并使用手柄完全抽出颗粒。每个任务都以*低的电阻（R0）开始。经过10次正确的R0尝试后，猴子获得了额外的奖励（杏仁切片），之后阻力增加到R3、3执行了10次正确的试验后，他将再次获得额外的奖励，并且他对R5的抵抗力将增强。当一只手完成三个阻力时，另一只手遵循相同的模式。该报告分析了两个不同的参数。*个是每次测试产生的*大抓地力。第二个是*大负载，它也在每次测试中进行测量。从主要分析中删除每个抵抗的*次尝试，以代表异常值（新系列试验开始时未知的抵抗）。在另一分析中，将*测试中每个电阻产生的力与随后的测试中具有相同电阻的力进行比较。四只猴子每周执行2-3次此任务。其中一只猴子（MK-MI）仅用左手成功完成了撤回任务（由于右手受伤）。实际上，MK-MI不会通过精确的握力移动来用右手握住抽屉手柄，而是另一种防止握力测量的方法（用一根手指按压手柄的顶部）。使用。手术：在手术前，将每只动物用氯胺酮（10 mg/kg），咪达唑仑（0.1mg/kg）和metadon（0.2mg/kg）轻度镇静以准备手术。每只动物接受肌肉注射的Metadon（0.2 mg/kg），用止痛药calprofen（4 mg/kg；皮下），阿托品（0.05 mg/kg;肌肉注射），支气管分泌物，抗生素（ 8.75 mg/kg;皮下注射zh），地塞米松（0.3 ml/kg;正常生理盐水稀释1：1;肌肉注射）。动物进入手术室后，用1％异丙酚灌注静脉（股静脉）并用乳酸林格液，125毫克氯胺酮（20毫升异丙酚，40毫升乳酸林格液，1.25毫升氯胺酮）稀释。深层麻醉。调整输注速率以维持*佳麻醉水平。在整个手术过程中，根据动脉血氧饱和度，心率（ECG），通气和体温来控制麻醉水平和生理状态。接下来，将动物置于立体定向框架中，并用外科耳棒固定头部。在耳棒上涂一层局部止痛膏，以减轻因固定不动引起的疼痛。利多卡因的局部注射麻醉了切口部位。切开后，将肌肉组织向侧面推动以露出颅骨，并在额叶上方进行颅骨切开术（dlPFC）。然而，为了减少开颅手术的影响，将骨开口的尺寸*小化，因此不能清楚地识别出各种沟槽（例如弓形沟槽和主沟槽），并且活检是准确的。我无法引导您到正确的位置。从一只猴子到另一只猴子，可以更改。三只猴子的头骨的开口在左侧（MK-LY，MK-MI，ML-LL），而在MK-MY的右侧。襟翼的大小约为1平方厘米。取出骨头后，切开硬膜，取出dlPFC皮质组织，将其直接放入保存液中。烧伤受损的血管，更换皮瓣并用组织学粘合剂固定。缝合肌肉组织和皮肤。手术后，监测每只动物直至完全康复。当猴子正常进食时，其症状被认为是稳定的。

　　磁共振成像：使用MRI定位活检的确切位置，并继续进行MPTP随访程序。首先用氯胺酮（10 mg/kg）和咪达唑仑对每只动物进行轻微镇静。将每只猴子运送到MRI设施后，静脉注射1％异丙酚，并用林格氏乳酸溶液和125毫克盐酸氯胺酮稀释以进行麻醉。调整输注速度以确保*高麻醉水平（连续监测ECG和氧饱和度）。另外，将装有热水的热水袋放在猴子的身体周围，以保持体温。使用3D横向T1加权采集协议在GE3T磁体上收集数据。参数如下：场：256 x 256、TR：7.248，TE：3.032、FS：3、由于动物的俯卧位置，图像被旋转。适当旋转后，从头骨中提取大脑，并在显示之前以三维视图表示。根据MRI图像估计每个活检的位置和体积（对应于灰色）。请注意，活检无法通过组织学验证。这是因为当执行MPTP治疗时，在*次活检附近进行了第二次dlPFC活检。因此，在MPTP治疗之前，无法区分这两次活检，而只有*次活检与当前的行为研究有关。 结果：活检的位置和大小：基于MRI，确定并重建了皮质活检的范围和位置。活检转移到相应的脑表面，dlPFC活检的体积分别为7、14、16和7立方毫米。在Mk-MY中，活检位于dlPFC的*前端，距中线约5毫米，并且可能与Brodman皮质9和10之间的过渡区重叠。此外，Mk-LY活检在中线外约5 mm处，但更接近尾端，似乎位于9区的鼻端区域。 MK-MI病变位于dlPFC区域。第四只猴子（MK-LL，考虑到活检不包括dlPFC，因此此处应将MKll视为异常值。

　　Brinkman Board任务改进：30秒内回收的颗粒数量基于dlPFC的行为评分数据表明，猴子在活检之前基本是稳定的手部敏捷性；从时间选择序列分析获得的数据显示，猴子在活检之前是平板。我们已经表明，我们主要遵循一种可重复的策略（运动习惯）来排空，时间序列沿左右轴访问了50个孔，有趣的是，图2a如MK-MY中的b所示，dlPFC或PMd-r活检不会影响孔探访分数或时间序列，实际上，将活检前后的分数与时间序列进行比较。统计分析未显示任何统计学上的显着差异，这些结论适用于四只猴子的同侧和对侧臂，但适用于MK-MY的另一侧。越来越多地移开MK-Ly手另一侧的手，统计学上的显着差异表明活检后评分并不足够，因为活检后评分实际上很高，并且病变“在经过修改的Brinkman中”任务中，dlPFC活检具有这项研究的特征。比以前更大且不同位置的传记（第46区）。 ）不会系统地影响性能和锻炼习惯

　　获得提现任务：从到达中抓取提现任务所获得的结果为R0，R3和R5、分为相对的抽屉打开阻力，对于每个阻力，数据分为活检前和活检后两个阶段；对于每只手，活检前时间和活检后时间以及活检后时间彼此相邻以进行直接比较，定量数据显示，阻力会影响活检前后的*大抓地力和*大负荷。 ，*大力与阻力平行增加，阻力越大，抓住旋钮或拉动抽屉所需的力越大。