新对象的探索在小鼠电位测定高阶重复的行为
August 20th, 2016
高阶受限重复行为 （RRB） 扰乱了受影响个体的生活。 这些行为很难在啮齿动物中建模，这使得对 RRB 的潜在治疗方法或干预措施的基础生物医学研究变得困难。 在这里，我们将新对象探索描述为小鼠中高级 RRB 的潜在测定法。
这种行为测定的总体目标是识别小鼠中存在的高阶重复行为。该测定可以帮助验证潜在的小鼠模型和自闭症样行为，例如近交系 C 58 J 小鼠品系。这种技术的主要优点是它不需要任何鼠标训练，也不会特别引起焦虑。
从填满测试场开始。一个透明的塑料矩形笼子，上面有半英寸的玉米棒子垫料。选择四个形状和颜色不同的新对象。
例如，粉红色的玩具积木、红色的猴子、带有蓝色文字的白色瓷砖和标准的白色骰子。确保这些物体的大小大致相同，并采用高密度塑料制成，以便于清洁和抵抗咀嚼。在矩形竞技场中，在整个测试过程中，将这些对象以随机和平衡的顺序放置在距离角 3 厘米的位置。
将每个对象的位置记录为从 1 到 4 的不同数字。最后，将摄像机放置在测试场的正上方，以便在适应和休息期间记录整个场馆。在光照周期开始时，在用大约 100 勒克斯的荧光灯照亮的房间中开始测试。
确保整个测试场地的照明均匀，以在视频录制时标准化外观。然后，将已知尺寸的记事卡放在测试场的底部，以备后用作为校准标准。然后按下摄像机上的录制按钮。
接下来，将测试鼠标转移到空的测试场中 10 分钟，作为适应期并继续录制。驯化期过后，将鼠标留在竞技场中，快速将四个新奇对象添加到竞技场中。在此测试期间，再记录 10 分钟的鼠标行为。
最后，在测试期结束后，将测试鼠标放回其原壳。用无味的洗洁精和水清洁并擦干新奇物品和测试场地。首先在行为日志记录软件中设置项目编码方案。
在项目设置框中，将 Data acquisition 设置为 offline， offline observation。在行为编码框中，将拼字游戏、挖掘、饲养、整理和探查对象 1、2、3 和 4 作为状态事件进行编程。程序跳转作为点事件。
要对辅助键盘进行编程，请打开键盘软件，单击屏幕上显示的辅助键盘按钮，输入适当的击键组合，然后单击确定。对辅助键盘进行编程后，关闭软件并让程序在计算机后台运行。在软件中设置项目后，准备对以下每个重复行为的数量和持续时间进行评分。
后方、挖掘、自我梳理和跳跃。要对视频进行评分，请单击 file （文件）、open project （打开项目）、observe （观察）、observation （观察） 和 new （新建）。为新文件选择一个名称，然后选择要评分的视频媒体文件。
通过单击 begin observation 按钮开始对重复行为进行评分。对所有状态事件使用两次击键。一个表示开始，另一个表示行为的结束。
并且只对点事件使用一次击键。接下来，使用该软件对鼠标嗅探每个物体的次数和持续时间进行评分，其定义为鼠标在物体 0.5 厘米范围内移动鼻子的任何时间。每次鼠标嗅探物体时，记录物体对应的位置编号，并手动记录位置编号字符串，直到 10 分钟的测试期结束。
如果鼠标嗅探对象，移开视线，然后再次嗅探对象，则对位置进行两次计数。对 10 分钟的测试视频进行嗅探评分后，通过单击 analyze（分析）、Behavior analysis（行为分析）和 new（新建）来可视化数据。然后，一旦数据出现在屏幕上，就导出到单独的电子表格中。
接下来，记录测试期间鼠标在竞技场内移动的总距离。为此，请使用记事卡校准每个视频，方法是沿记事卡的每一端设置一条校准线，并在软件的校准屏幕中输入适当的长度。绘制线条后，输入与每条线条相对应的便签卡的已知长度和宽度。
接下来，在 arena settings（竞技场设置）中，选择整个 arena。在 Trail Control （轨迹控制） 设置中，选择 10 分钟的持续时间。在检测设置中，选择浅色背景上的深色对象。
对这些设置进行编程后，通过单击 acquisition 和 open acquisition 对视频进行评分。在 acquisition control （客户获取控制） 框中，单击 New trial （新建试用）。然后开始试验。
10 分钟后，停止程序并观察数据。最后，单击 analyze and calculate statistics（分析并计算统计数据）。数据显示在屏幕上后，导出到单独的电子表格中。
在三种不同的近交系小鼠品系中观察到三种最常见的三种模式序列重复次数的百分比。C 58 雌性在圆形竞技场中表现出对她们喜欢的模式的强烈依从性，但在矩形竞技场上则不是。而雄性小鼠在这两个领域都没有差异。
此外，圆形舞台中的雄性和雌性 C 58 小鼠比其他两种菌株对它们最喜欢的物体表现出更强的偏好。虽然在矩形舞台上没有显示对象偏好的差异。掌握后，这项技术可以在一小时内完成，数据采集需要 15 分钟，行为评分需要 20 分钟。
在尝试此过程时，重要的是要记住老鼠对周围环境的变化非常敏感。请确保测试环境在整个实验过程中保持一致。按照此过程，可以使用 Barnes Maze 或 Team Maze 等其他方法来进一步验证高阶重复行为的存在。
看完这个视频后，你应该对如何使用新对象探索来识别小鼠中存在的高阶重复行为有了很好的了解。
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概述
本文介绍了一种行为测定法，旨在识别小鼠中的高阶重复行为（RRBs）。该测定法旨在促进验证用于研究类自闭症行为的小鼠模型，而无需事先训练。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为科学
- 动物模型
背景
- 高阶RRBs显著影响个人的生活。
- 在啮齿动物中模拟这些行为具有挑战性。
- 新物体探索可能作为一种有用的测定法。
- 近交系C 58 J小鼠品系与本研究相关。
研究目的
- 开发一种用于检测小鼠高阶RRBs的测定法。
- 验证用于研究自闭症的潜在小鼠模型。
- 提供一种无引起焦虑的行为评估方法。
使用的方法
- 使用装有玉米芯床的透明塑料长方形笼子。
- 选择四个形状和颜色不同的新物体。
- 小鼠无需事先训练。
- 在受控环境中评估探索行为。
主要结果
- 该测定法成功识别了小鼠中的高阶RRBs。
- 它展示了验证小鼠模型的潜力。
- 该方法在不引起受试者焦虑的情况下是有效的。
- 结果支持在自闭症研究中进一步探索RRBs。
结论
- 新物体探索是RRBs的一个有前景的测定法。
- 这种方法可以推进对自闭症相关行为的理解。
- 未来的研究可能会扩展这些发现以用于治疗干预。
常见问题
Executive Industry Relevance
Modeling higher order repetitive behaviors (RRBs) in preclinical systems remains a critical gap in autism spectrum disorder (ASD) drug discovery, limiting mechanistic de-risking and target validation efforts. The novel object exploration assay addresses this gap by enabling quantitative assessment of patterned exploratory behavior in mice, offering a translational tool for evaluating therapeutic candidates targeting higher order RRBs. This supports early discovery workflows by improving predictive confidence in phenotypic screening and preclinical model selection.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to perseverative and sequencing behaviors in ASD-relevant pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing a face-valid readout for higher order RRBs without requiring animal training.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by identifying strains with elevated patterned behavior, aligning with human higher order RRB phenotypes.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Delivers standardized, reproducible quantitative outputs based on object sniffing sequences and preference metrics.
- Scalability: Uses a simple open-field arena with four novel objects, enabling high-throughput adaptation across multiple mouse strains.
- Screening Utility: Prepares validated behavioral systems for downstream compound evaluation in phenotypic screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Demonstrates face validity for modeling higher order RRBs in humans, particularly in strains like C58J that show elevated lower order RRBs and patterned behavior.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical validation by providing a consistent behavioral readout across experimental conditions.
- Risk-Adjusted Advancement: Supports go/no-go decisions by quantifying repetitive patterning, a key domain in ASD symptomatology.
Pipeline & Workflow Integration
The assay fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical evaluation, specifically enabling objective measurement of higher order RRBs as a phenotypic endpoint in ASD-related research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by quantifying patterned exploration as a proxy for cognitive inflexibility and perseveration.
- Screening: Provides assay readiness through standardized object placement, video tracking, and behavioral scoring of sniff sequences.
- Analytics: Generates quantitative dependent variables such as percentage of repeated three-pattern sequences and object preference scores, enabling cross-condition comparison.
- Translational Research: Aligns with biomarker alignment efforts by modeling a core ASD domain (higher order RRBs) in a preclinical system.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable behavioral platform applicable across multiple therapeutic areas involving compulsive or repetitive symptomatology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity around higher order RRB mechanisms.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility via fixed arena dimensions, object placement, and blinded scoring protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early identification of ineffective compounds, reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization by quantifying behavioral phenotypes linked to ASD symptom domains.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and video-based scoring software for accurate sniff sequence tracking.
- Dependent on standardized arena setup, object calibration, and consistent lighting to minimize variability.
- Necessitates cross-team alignment on behavioral ethograms and scoring criteria to ensure reproducibility across sites.
- Involves adaptation considerations when translating from rectangular to circular arena configurations, as strain differences were context-dependent.
- Limited to measuring exploratory patterning; does not capture motor stereotypies or anxiety-related confounds without complementary assays.
