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Barnes Maze: Eine Methode zur Bewertung des räumlichen Lernens und Gedächtnisses bei Labortieren

April 30th, 2023

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Abstract

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Quelle: Ingersoll, J. et al. Analyse des räumlichen Lernens und des prosozialen Verhaltens bei Mäusen unter Verwendung des Barnes-Labyrinths und der Damsel-in-Distress-Paradigmen. J. Vis. Exp. (2018).

Dieses Video zeigt, wie man das Barnes Maze mit einer Maus benutzt. Das Barnes-Maze-Testverfahren wird von Forschern verwendet, um das räumliche Lernen und das Gedächtnis bei Labortieren nach wiederholten Versuchen zu bewerten.

Protocol

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Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom lokalen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

>1. Grundhaltung von Mäusen

  1. Halten Sie die Mäuse in Plastikkäfigen mit festen Böden und Seiten und einer Schicht aus weicher Einstreu und Nistmaterial wie Papierschredder. Verwenden Sie Einstreu, die aus zerkleinerten Maiskolben oder Holzspänen besteht, und stellen Sie sicher, dass die Einstreu zur Hygiene regelmäßig gewechselt wird.
  2. Zugang zu Nahrung und Wasser ad libitum zu ermöglichen. An der Oberseite des Kunststoffkäfigs befindet sich ein Futtertrichter. Geben Sie richtig formulierte Mausfutterpellets aus dem Futtertrichter ab und stellen Sie einen Wasserspender bereit. Stellen Sie sicher, dass die Käfigoberseite mit einem Luftfilter ausgestattet ist, um Mäuse vor Verunreinigungen von außen zu schützen.
  3. Halten Sie den natürlichen zirkadianen Rhythmus der Mäuse aufrecht, indem Sie in der Haltungseinrichtung einen 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus befolgen. Führen Sie Verhaltenstests zur gleichen Tageszeit durch, idealerweise während des Dunkelzyklus des Tieres, z. B. in den Abendstunden.
    Anmerkung: Es sollte darauf geachtet werden, Mäuse im Gehäuse zu unterscheiden. Zur Unterscheidung von Mäusen stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, wie z. B. Ohrstanzen, Ohrmarken und Schwanzmarkierungen.

>2. Barnes Maze Testing: Konstruktion

  1. Besorge dir ein rundes Holzbrett mit einem Durchmesser von 120 cm.
  2. Schneiden Sie 20 kreisförmige Löcher (4,5 cm Durchmesser) um den Umfang des Kreises. Positionieren Sie jedes Loch so, dass es 2,5 cm vom Labyrinthrand und 13 cm von benachbarten Löchern entfernt ist.
  3. Glätten Sie die Oberflächen und streichen Sie sie glänzend weiß (eine helle Farbe wird empfohlen).
  4. Bestimmen Sie eine Seite des Labyrinthbretts zum Einführen von kleinen Becherhaken in einem Abstand von etwa 2–3 cm von jedem der 20 Löcher und platzieren Sie zwei Haken für jedes Loch (einen auf jeder Seite jedes Lochs).
  5. Verwenden Sie flache schwarze (Kunststoff-)Scheiben, um die Löcher an der Seite des Labyrinths mit Haken abzudecken. Befestige dicke Gummibänder mit Haken, um die Scheiben am Boden des Labyrinths festzuhalten.
  6. Montieren Sie das Barnes-Labyrinth sicher 120 cm über dem Boden und fern von anderen ähnlich hohen Gegenständen wie Tischen oder Stühlen. Eine Box oder ein Hocker kann verwendet werden, um die Mitte des Labyrinths zu stützen.
  7. Platzieren Sie große weiße Poster mit einer Form an jeder Wand (Dreieck, Kreis und Kreuz) als zusätzliche Labyrinth-Hinweise an 3 Seiten des Labyrinths. Bewahren Sie die Poster für jede Prüfung an den Wänden rund um das Labyrinth auf.
  8. Auf der letzten Seite des Labyrinths kannst du einen schwarzen Vorhang aufstellen, um die Beobachter zu verbergen, damit die Daten genau aufgezeichnet werden können, ohne dass die Forscher für die Mäuse im Labyrinth sichtbar sind.
  9. Hängen Sie eine Videokamera über die Arena und sehen Sie die gesamte Oberfläche des Labyrinths aus der Vogelperspektive.
  10. Reinigen Sie jede Oberfläche des Labyrinths (einschließlich schwarzer Scheiben und Zielbox) mit Wasser und dann vor und nach jedem Mausversuch mit einer 70%igen Ethanollösung.
  11. Platzieren Sie eine 100-W-Lichtquelle 25 cm über der Mitte des Labyrinths (am Anfang/Ende des Versuchs ein-/ausschalten) und stellen Sie sicher, dass die Scheiben und Haken zum Boden zeigen.
    Anmerkung: Alle anderen Deckenleuchten im Raum sollten während des Tests ausgeschaltet sein. Es wird empfohlen, einen Ultraschall-Noisemaker hinzuzufügen, der neben 100 W Licht aufgehängt wird. Schalten Sie es zu Beginn/am Ende jeder Testversion ein/aus.

>3. Barnes Maze Testing: Vorgehensweise

HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass alle Komponenten des Labyrinths vor und nach jedem Versuch mit Wasser und 70%iger Ethanollösung gereinigt werden, damit Zeit zum vollständigen Trocknen bleibt, bevor der Test fortgesetzt wird. Stellen Sie sicher, dass Sie Reinigungsmittel sowie Timer für die Prüfungen bereithalten.

  1. Halten Sie alle Mäuse in Gruppen und verwenden Sie dabei eine zuverlässige Identifizierungsmethode. Halten Sie Mäuse außerhalb des Testraums, wenn sie nicht aktiv auf dem Labyrinth laufen. Damit soll sichergestellt werden, dass sie nicht vorzeitig dem Ultraschallgeräuschmacher ausgesetzt werden.
  2. Fassen Sie Mäuse an, indem Sie sie vorsichtig von der Basis des Schwanzes aufheben und halten, wobei Sie die Pfoten auf der Hand halten.
  3. Lassen Sie die Mäuse zum Training 7 Tage lang täglich einmal am Tag auf dem Labyrinth laufen, um das Lernen/den Erwerb zu bewerten.
    Anmerkung: Eine einzelne Langzeitstudie kann zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden, um das Gedächtnis/die Gedächtnisleistung zu beurteilen. Das aktuelle Protokoll trainierte jugendliche Mäuse ab dem 32. postnatalen Tag und eine Langzeitstudie wurde an Erwachsenen im Alter von 4 Monaten durchgeführt.
  4. Weisen Sie jede Maus nach dem Zufallsprinzip einem Zielloch zu, das während des gesamten Testzeitraums verwendet werden soll. Die Löcher können am unteren Rand des Labyrinths oder an der Außenseite des Labyrinthumfangs mit 1 bis 20 beschriftet werden, wo sie für die Maus im Labyrinth nicht sichtbar sind.
  5. Ersetzen Sie die zugeordnete Lochscheibe durch einen kleinen schwarzen Kasten (23 x 11 cm). Befestigen Sie es fest am Barnes-Labyrinth mit Gummibändern, die mit den nächstgelegenen Haken verbunden sind.
    Anmerkung: Die Zielbox ist flach genug, damit die Maus leicht hineinsteigen kann, oder enthält eine Stufe, die sicherstellt, dass die Maus nicht hineinspringen muss.
  6. Platzieren Sie die Maus in der Mitte des Labyrinths unter einem Becher, um sich 30 Sekunden lang zu akklimatisieren, bis der Test beginnt. Starten Sie die Videoaufnahme.
  7. Schalten Sie das Licht und den Ultraschall-Geräuschmacher ein. Heben Sie den Becher über einen Schnurmechanismus an, um eine Verzerrung der ursprünglichen Richtung des Tieres zu vermeiden. Starten Sie einen Timer und setzen Sie sich hinter den Vorhang, um zu beobachten.
  8. Nachdem die Maus in das Zielloch eingedrungen ist, decken Sie das Loch mit demselben undurchsichtigen Becher ab, der zu Beginn des Versuchs verwendet wurde, oder mit einem Bindemittel und schalten Sie den Ultraschall-Geräuschmacher aus. Wenn die Maus nach Ablauf von 5 Minuten nicht in das Ziel eingedrungen ist, sperren Sie die Maus in das Zielloch ein.
    1. Stellen Sie sicher, dass die Maus in das Loch eindringt. Wenn sich die Maus in der Zielbox befindet, decken Sie das Loch ab und schalten Sie den Geräuschmacher aus. Lassen Sie die Maus 1 Minute lang ungestört in der Zielbox.
  9. Obwohl das Zielloch für jede Maus während des gesamten Trainingszeitraums konstant bleibt, sollten Sie die Mäuse jeden Tag in einer zufälligen Reihenfolge laufen lassen, um sicherzustellen, dass sie keinen Hinweisen/Gerüchen folgen, die die vorherige Maus hinterlassen hat.

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Disclosures

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Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
PetrischalenCorning353025Sprühlackiert und als Abdeckung für Barnes-Labyrinth-Löcher verwendet
Sperrholz (3/4 Zoll)LP BauprodukteArtikel-Nr.: 22487Um das Barnes-Labyrinth zu konstruieren
SprühfarbeKrilon1274937Wird verwendet, um Petrischalenkappen schwarz, weiße Farbe zu malen, wird zum Bemalen von Sperrholz
Cup-Haken (5/8 Zoll)Ace Hardware53606152 wird auf beiden Seiten der ventralen Lochoberflächen verwendet; Gummiband wickelt sich um die Haken, um die Kappe flach zu halten
PosterboardKreatologieWird an den Rändern des Labyrinths als zusätzliche Hinweise verwendet
GlühbirnenPhillips100W Glühbirne, die während der Versuche verwendet wurde
GummibänderSprano MarkeGröße 62, wird verwendet, um Kappen an Sperrholz zu halten
Ultraschall-GeräuschemacherVictor mini PestChaserM753SNWird als aversive Reize verwendet
verwendet

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