Summary
Dit protocol meet ruimtelijke leren en geheugen met behulp van de Barnes doolhof. Een roman jonkvrouw-in-nood-paradigma wordt gebruikt ter beoordeling van motorische activiteit en prosociaal gedrag in muizen.
Abstract
De doolhof Barnes is een betrouwbare maat voor ruimtelijke leren en geheugen die geen voedsel beperking of blootstelling aan zeer belastend prikkels vereist. De Barnes doolhof kan ook andere muis gedrag, zoals algemene motivatie om te ontsnappen uit het doolhof platform en experimentele gedrag beoordelen. De doolhof Barnes kunt meten of een genetische mutatie of omgevingsvariabele kan invloed op de verwerving en instandhouding van ruimtelijke herinneringen, evenals vindt u informatie over de zoekstrategie in dienst van de muizen. Hier gebruiken we de Barnes doolhof te detecteren een geheugen tekort in volwassen muizen na een enkele developmental ethanol blootstelling evenement. Het zojuist beschreven Damsel-in-nood-paradigma bloot een mannelijke muis een vrouwelijke muis gevangen in een kamer in het open veld van de arena. Het biedt een gelegenheid voor de muis sociaal reageren op de gevangen vrouw en prosociaal gedrag vertonen. Het paradigma Damsel-in-nood kan ook worden gebruikt om te onderzoeken muisgedrag in een roman van de arena en de maatregel van de motorische activiteit. Zowel de Barnes doolhof en de Damsel-in-nood-protocollen vereist minimale financiële investering en de meeste aspecten van de tests kunnen worden geconstrueerd uit gemeenschappelijke lab benodigdheden. Deze hulpmiddelen flexibel en toegankelijk kunnen ook worden gebruikt om op te sporen gedragsveranderingen in de loop van de ontwikkeling.
Introduction
Het doel van dit protocol is voor het meten van de ruimtelijke leren en geheugen in muizen met behulp van de Barnes doolhof, alsmede sociale responsiviteit en voortbewegen met behulp van de jonkvrouw-in-nood-paradigma. Gebruikte ruimtelijke leren en geheugen testen voor knaagdieren omvatten de radiale arm doolhof, die meet van een muis vermogen verborgen om voedsel te vinden in één van de takken van een multi-armig apparaat, en de Morris water maze, waardoor een muis in een grote kuip of pool van water en analyseert hoe lang het duurt om te vinden een verborgen onderwater platform. Meestal, opleiding voor deze paradigma's omvat meerdere proeven en laat het meten van zowel het leren van de tarieven van de acquisitie en retentie door middel van korte termijn en lange termijn geheugen proeven.
Hoewel de radiaal-arm doolhof en de Morris water maze betrouwbare manieren om geheugen te testen in knaagdieren zijn, presenteren ze complicaties voor sommige onderzoekers. Beide doolhoven ontbering of sterke aversieve stimuli gebruiken als versterking1. De radiale arm doolhof gebruikt voedsel ontbering om ervoor te zorgen dat knaagdieren naar behoren gemotiveerd om te vinden van een beloning van voedsel. De Morris water maze, kunnen de effecten van stress veroorzaakt door een gedwongen duik resultaten in de muizen2wijzigen.
De doolhof Barnes is een alternatieve ruimtelijke bewustzijn taak waarvoor knaagdieren te leren van de positie van een hole om te ontsnappen aan de oppervlakte van lichte, open doolhof3. Zwakke aversieve stimulatie (licht of geluid) wordt vervolgens toegepast, vergroot de kans dat muizen aan het platform ontsnappen zal. De doolhof Barnes vereist geen voedsel ontbering, dus de hoeveelheid dierlijke voorbereiding is minder dan in de radiale arm doolhof. Het kan worden gebruikt zonder conflict door onderzoekers die onderzoek naar gedrag of moleculen eten, hormonale verordening of hypothalame trajecten is gekoppeld.
De doolhof Barnes heeft ook voordelen ten opzichte van de Morris water maze. Het is minder belastend dan de Morris water maze, waardoor minder verhoogde niveaus van corticosterone in muizen4. Bovendien, het is veel eenvoudiger te monteren en minder speciale ruimte vereist tijdens de test procedure en opslag.
De jonkvrouw-in-nood-test is een eenvoudige tweedelige experiment dat motorische activiteit gevolgd door prosociaal gedrag kan beoordelen. De jonkvrouw-in-nood-bepaling is ontworpen om verkennend gedrag en sociale responsiviteit van een mannelijke knaagdieren in reactie op een prikroller vrouwelijke knaagdier te beoordelen. Een veelgebruikte methode om te beoordelen gezelligheid (evenals voorkeur voor sociale nieuwheid) is het gebruik van Crawley van drie-kamer gezelligheid test, die de vrije keuze van een muis om tijd in de buurt van of weg van andere muizen5beoordeelt.
Gelijkaardig aan Crawley van drie-kamer gezelligheid test, de jonkvrouw-in-nood-test meet ook vrije keuze over hoe om tijd in aanwezigheid van een andere muis, maar het biedt ook metingen voor diepere aspecten van het sociaal functioneren: 1) In de Jonkvrouw-in-nood assay, de gevangen vrouwelijke muis wordt gehouden in het middelpunt van een open veld, zodat de potentiële afkeer van het mannetje naar een open veld is ontpit tegen zijn rijden naar sociaal ontdekken of onderzoeken van een verontruste vrouwelijke conspecific. 2) het Damsel-in-nood-objectmodel biedt ook een manier om te beoordelen van prosociaal en empathisch gedrag in reactie op de muis gevangen, die niet vaak in muizen onderzocht is.
Dierlijke empathie is zeker waarneembare en meetbare, hoewel niet veel paradigma's bestaan voor dit doel. Bijvoorbeeld bij ratten, kan een gevangen kooi partner veroorzaken een staat van prosociaal motivatie, waar ratten werken zal om het gevangen dier vrij. In feite zal ratten kiezen om te helpen het gevangen dier nog vóór het openen van een soortgelijke container met een chocolade snack, dan toegang tot de chocolade en delen met de newly vrijgelatene rat6.
Maatregelen voor empathy in muizen zijn gewoonlijk het besmeuren van pijn; muizen die kijken naar andere muizen in pijn zijn inderdaad gevoeliger voor pijn zelf7,8. Terughoudendheid stress is een gekarakteriseerd fenomeen in knaagdieren en schok te onderzoeken van stress reacties, als een maatregel voor empathy in muizen9,10heeft zijn gekoppeld.
Er zijn ethische overwegingen gekoppeld geïnduceerde pijn of schok, zodat stress-inducerende alternatieven nodig zijn. We ontwikkelden het paradigma Damsel-in-nood als een maatregel van empathisch gedrag in de afwezigheid van pijn of shock behandeling. De gevangen muizen in ons protocol Damsel-in-nood vertonen openlijke nood na slechts enkele momenten zoals ze zijn niet in staat om te draaien in de kleine container, maar ze ongedeerd zijn terwijl het verstrekken van een kans voor andere muizen inspelen op hun nood.
Om te beginnen de beoordeling Damsel-in-nood, wordt een mannelijke muis geplaatst in een grote roman arena met een kleine lege centrale cilinder. Verkennend gedrag worden opgenomen voor enkele minuten, met inbegrip van hoeveel secties van de arena zijn gekruist en hoeveel tijd wordt besteed in de open middengebied. Deze methode biedt een snelle en gemakkelijke manier om uit te sluiten motorische tekorten als een potentiële confounder in een leersituatie dat gecoördineerde verkeer voor succesvolle afronding vereist. Het biedt ook een fundamentele maatregel van hoe veel afkeer van het open veld aanwezig is. Beide maatregelen kunnen Barnes doolhof prestaties beïnvloeden.
Na de eerste verkenning, het mannetje wordt verwijderd uit de arena en een vrouwelijke muis wordt geplaatst in een gesloten, kleine duidelijk centrale cilinder (vergelijkbaar met die gebruikt voor het verzamelen van bloed van muizen). Vervolgens de oorspronkelijke mannelijke muis is opnieuw in de arena, en experimentele gedrag is opnieuw scoorde. Het paradigma Damsel-in-nood beoordeelt of een muis geïnteresseerd in een sociale interactie op basis van wijzigingen in gedragspatronen is wanneer een gevangen vrouw aanwezig is (scoorde door de tijd doorgebracht in het centrum-plein en het aantal graven afleveringen) en of de muis vertoont prosociaal gedrag naar de gevangen vrouw (scoorde door de hoeveelheid cilinder onderzoeken en contact evenementen met de gevangen vrouwelijke). De assay Damsel-in-nood kan worden gebruikt voor het meten van een neiging tot sociale nieuwigheid (vergelijkbaar met Crawley van drie-kamer gezelligheid test) afhankelijk van of de onderzoekers een bekende of nieuwe muis val.
Samen de Barnes doolhof en Damsel-in-nood experimenten mogelijk de nauwkeurige evaluatie van muis leren mogelijkheden en sociale responsiviteit in de afwezigheid van zeer belastend stimuli. Net als bij alle gedrags testen, moeten deze experimenten worden uitgevoerd met grote gevoeligheid voor de dierlijke ervaring, minimaliseren van de hinder ondervinden van het dier.
Zoals de meeste doolhoven, verschillen in motorische activiteit invloed kunnen hebben op prestaties op de Barnes doolhof, zodat onderzoekers ook de motorische activiteit, evalueert vooral bij gebruik van de Barnes doolhof te beoordelen van leren in muizen met mutaties die (zoals afbreuk kunnen doen aan beweging die gevonden in muismodellen van de ziekte van Huntington, of die blootgesteld aan toxines die kunnen veroorzaken van hyperactiviteit of retard verkeer, zoals ethanol). Bovendien, doolhof en kamer oppervlakken moeten grondig worden schoongemaakt en beddengoed veranderd tussen elk dier om te voorkomen dat geur cue kunstdiscours.
Nog belangrijker is, alle materialen kunnen worden vervaardigd met een minimale financiële investering ter plaatse en de kleine fysieke voetafdruk van deze tests betekent dat deze experimenten kunnen worden gerepliceerd in bijna elke omgeving, waardoor voor grote flexibiliteit. Dit type van toegankelijkheid kan goede wetenschap op kleinere instellingen met beperkte middelen of in situaties waar pilot gegevens moet worden verzameld snel in het ontbreken van substantiële steun moet worden uitgevoerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik Comité (IACUC) van Hampden-Sydney College of Randolph-Macon College (waar wat werk was eerder uitgevoerd).
1. eenvoudige behuizing van muizen
- Het huis van de muizen in kunststof kooien met solide bodems en zijden en een laag zacht beddengoed en nesten materiaal zoals papier shredder. Gebruik van beddengoed, dat is samengesteld uit geraspte maïskolven of houtspaanders, en ervoor te zorgen dat het beddengoed regelmatig wordt gewijzigd voor sanitaire voorzieningen.
- Bieden van toegang tot voedsel en water ad libitum. De bovenkant van de kunststof kooi herbergt een voedsel-hopper. Afzien van goed geformuleerde muis voedsel pellets van de voedsel-hopper en voorzien van een water dispenser. Zorg ervoor dat de bovenkant van de kooi is voorzien van een luchtfilter om te muizen beschermen tegen verontreinigingen van buiten.
- Handhaven de natuurlijke circadiane ritmen van de muizen door het volgen van een 12-uurs licht-donker cyclus in de behuizing faciliteit. Gedrag gedrags testen op hetzelfde moment van de dag, ideaal tijdens van het dier donkere cyclus, zoals tijdens de avonduren.
Opmerking: Zorg moet worden genomen om te onderscheiden van muizen in de behuizing. Verschillende methoden voor onderscheidende muizen zijn beschikbaar, zoals oor stoten, oormerken en staart markeringen.
2. Barnes doolhof testen: bouw
- Het verkrijgen van een ronde houten plank thats 120 cm in diameter.
- 20 ronde gaten (4,5 cm in diameter) rond de omtrek van de cirkel snijden. Positie van elk gat om 2,5 cm van de rand van het doolhof en 13 cm afgezien van naburige gaten.
- De oppervlakken glad en verf ze glanzend wit (een felle kleur is aanbevolen).
- Voorgedragen één kant van het bord doolhof voor het inbrengen van klein kopje haken ongeveer 2-3 cm afstand van elk van de 20 gaten en plaats twee haken voor iedere hole (een aan weerszijden van elke hole).
- Ondiepe zwart (plastiek) schijven worden gebruikt voor de dekking van de gaten op de zijkant van de doolhof met haken. Gebruik haken teneinde dikke elastiekjes om te houden van de schijven op de bodem van de maze.
- Veilig monteren de Barnes doolhof 120 cm boven de grond en weg van andere ook hoog objecten, zoals tabellen of stoelen. Een invoervak of ontlasting kan worden gebruikt ter ondersteuning van het midden van de doolhof.
- Plaats grote witte posters met één shape op elke muur (driehoek, cirkel en cross) als extra-doolhof signalen aan 3 zijden van het doolhof. Het handhaven van de posters op de muren rond de maze voor elk afzonderlijk experiment.
- Op de laatste zijkant van de doolhof, instellen een effen zwarte gordijn waarnemers verbergen zodat gegevens nauwkeurig kunnen worden opgeslagen zonder de onderzoekers wordt zichtbaar voor muizen op de doolhof.
- Opschorten van een videocamera over de arena met een vogelperspectief van het hele doolhof oppervlak.
- Schoon elk oppervlak van de maze (zwarte schijven en target box inbegrepen) met water dan een 70% ethanol oplossing vóór en na elke proef muis.
- Plaats een 100 W-lichtbron 25 cm boven midden van de doolhof (draai op/weg bij de start/finish van de proef) en zorg ervoor dat u de schijven en haken die zijn geconfronteerd met de vloer.
Opmerking: Alle andere overhead lichten in de kamer moeten worden uitgeschakeld tijdens het testen. De toevoeging van een maker van de ultrasone geluid hing naast 100 W licht wordt aanbevolen. Zet hem in-/ uitschakelen op de start/finish voor elk afzonderlijk experiment.
3. Barnes doolhof testen: Procedure
Opmerking: Zorg ervoor dat alle onderdelen van het doolhof zijn gereinigd met water en 70% ethanol oplossing vóór en na elke proef, waardoor tijd volledig drogen voordat u test van CV's. Zorg ervoor dat u schoonmaken supplies klaar evenals de timers voor de proeven.
- Het huis van alle de muizen in groepen tijdens het gebruik van een betrouwbare identificatiemethode. Houd muizen buiten de testen kamer wanneer ze niet actief worden uitgevoerd op de doolhof. Dit is om ervoor te zorgen dat zij niet onderworpen aan de ultrasone noisemaker voortijdig.
- Omgaan met muizen door voorzichtig oppakken van en houden hen uit de basis van de staart, met de poten op iemands hand gehouden.
- Voor opleiding, hebben de muizen die draaien op de doolhof dagelijkse eenmaal per dag gedurende 7 dagen in een rij om te leren/overname beoordelen.
Opmerking: Een enkele langdurig proces kan worden gedaan op een latere datum te beoordelen geheugen/retentie. Het huidige protocol opgeleid adolescent muizen beginnen bij postnatale dag 32 en een langdurig proces werd uitgevoerd bij volwassenen in 4 maanden oud. - Willekeurig toewijzen elke muis aan een doelstelling gat te gebruiken gedurende de testperiode. De gaten kunnen worden gelabeld 1-20 aan de onderkant van de maze of aan de buitenkant van de omtrek van de doolhof, waar ze zijn niet zichtbaar voor de muis in de doolhof.
- De toegewezen gat schijf vervangen door een kleine zwarte doos (23 x 11 cm). Steek het stevig aan de Barnes doolhof met behulp van verbonden met de dichtstbijzijnde haken elastiekjes.
Opmerking: Het vak doel is ondiep genoeg zodat de muis gemakkelijk erin aftreden kan of een stap om ervoor te zorgen bevat dat de muis niet hoeft te springen neer in het. - Plaats de muis in het midden van de doolhof onder een beker om te acclimatiseren gedurende 30 seconden totdat de test begint. Video-opname te beginnen.
- De lichte en ultrasone noisemaker inschakelen. Til de cup via een tekenreeks mechanisme om te voorkomen dat de eerste kop van het dier vertekenende. Start een timer en zitten achter het gordijn te observeren.
- Nadat de muis de doelstelling gat binnenkomt, bedek het gat met de dezelfde ondoorzichtige cup gebruikt aan het begin van de proef of een binder en uitschakelen van de ultrasone noisemaker. Indien de muis nog niet het doel na 5 minuten zijn verstreken, corral de muis in het gat van de doelgroep.
- Zorgen dat de muis wordt het gat. Wanneer de muis is binnen het vak doel, betrekking hebben op het gat en uitschakelen van de noisemaker. Laat de muis om te blijven in het vak doel 1 minuut ongestoord.
- Hoewel de doelstelling gat constant voor elke muis gedurende de opleidingsperiode blijft uitvoeren muizen in een willekeurige volgorde elke dag om ervoor te zorgen dat ze niet alle signalen/geuren achtergelaten door de vorige muis volgen.
4. Barnes doolhof testen: Data-analyse
- Tijdens de proeven van het doolhof van Barnes, record de volgende timed gegevens: total tijd besteed aan doolhof, tijd om te vinden van doel en tijd om de doelstelling gat opgeven als het doel is opgegeven.
- De totale verplaatsing van de muis om te bepalen van het aantal fouten (aantal onjuiste gaten onderzocht) volgen voordat en nadat de doelstelling is gevonden. Ook het opnemen van de afstand van de target-gat tot het eerste gat verkend (afstand wordt gemeten in aantal gaten weg), samen met een opmerkelijke gedrag verzorgen.
- Bijhouden van de verplaatsingen van elk dier op een stuk papier met een diagram van de maze tijdens elke proef en gebruiken om te analyseren zoekstrategieën, evenals het bepalen van het aantal gaten dat werden onderzocht in het kwadrant tegenover het doel. Video analyse gebruiken voor het bevestigen van de paden.
5. damsel-in-nood testen: bouw van de vergaderzaal terughoudendheid
- Een duidelijk cilinder snijden aan een lengte gelijk is aan ¾ van de lengte van de vrouwelijke muis uit de basis van de staart aan het uiteinde van de neus. Ervoor zorgen dat de afmetingen van de cilinder zodanig dat de muis in geplaatst kan niet omdraaien.
Opmerking: We snijden het einde van de kegel van een conische buis van 50 mL tot maken een 4 cm lange buis voor 1-maand oude muizen en een 8 cm lange buis voor 4-maand oude muizen. - Het GLB van beide uiteinden van de cilinder zodanig dat men van naar de omslaan kan worden verwijderd en reattached. Punch gaten in de 3-4, ongeveer 0.5 cm per stuk, in elk cap. Ervoor zorgen dat de gaten groot genoeg is om te laten neus-raken tussen muizen en ademhaling12.
Opmerking: U kunt ook een apparaat voor muis terughoudendheid tijdens de bloedinzameling kan worden gebruikt.
6. damsel-in-nood testen: voorbereiding van de Arena
- Zorg ervoor dat de arena een ondoorzichtige topless kunststof vierkante doos van de 38 x 38 cm met 19 cm muren is. Vul het uniform met maïs beddengoed tot een hoogte van ongeveer 2,5 cm.
Opmerking: Het beddengoed maïskolf vergemakkelijkt graven gebeurtenissen te detecteren. - Schorten een videocamera over de arena, zodat het geheel van de arena in de weergave.
7. damsel-in-nood testen: verkennend gedrag maatregel
- Plaats de gesloten en leeg stress kamer in het midden van de arena.
- Begin met de geschorste camera opname.
- Selecteer een mannelijke muis. Als de muizen zijn gemarkeerd voor identificatie, noteert u deze man de identiteit; Als dat niet het geval is, deze muis markeren, zodat het kan worden onderscheiden na zijn terugkeer in de kooi.
- Plaats de mannelijke muis voorzichtig onder een kopje op de linker benedenhoek in de arena. Na 30 seconden, verwijder de cup via het mechanisme van een tekenreeks.
- Laat de muis om te verkennen voor 10 min, verzorgen om te verblijven uit zijn gezichtsveld tijdens opname. Aan het einde van de 10 min, verwijder de muis uit de arena en terug te sturen naar de kooi van een bedrijf voor de volgende 5 min12.
- Stop de opname en slaat u het videobestand met een juiste identificatie.
8. damsel-in-nood testen: sociale responsiviteit maatregel
- Gebruik de zelfde arena en opname setup zoals in de verkennende gedrag maatregel.
- Selecteer een vrouwelijke muis. Als de muizen zijn gemarkeerd voor identificatie, rekening houden met deze vrouw de identiteit; Als dat niet het geval is, deze muis markeren, zodat het kan worden onderscheiden, nadat het is terug naar de kooi.
Opmerking: Een littermate, partner van de kooi of Roman muis kan worden gebruikt, afhankelijk van de onderzoeksvraag. Als meerdere proeven worden uitgevoerd, behouden het type relatie tussen alle proeven. - Houd de vrouwelijke muis voorzichtig door de basis van de staart, of door de terughoudendheid van de nek, indien nodig, en lager in de bedwelmingsruimte terughoudendheid. Sluit het open uiteinde achter de rug en zorgen dat er niet in staat om te draaien.
Opmerking: Overwegen het dragen van beet-bestendige handschoenen, zoals de vrouwelijke muis resistent tegen luidruchtig de zaal terughoudendheid zal worden. - Begin met de geschorste camera opname.
- Plaats van de kamer van de terughoudendheid met de muis gevangen vrouwelijke binnen in het midden van de arena van empathie en laat het vrouwtje om te acclimatiseren gedurende 10 minuten. Zorg te blijven buiten het gezichtsveld van de vrouw.
- Nadat de vrouwelijke muis in de zaal van de terughoudendheid voor 5 min is, plaats de gemarkeerde mannelijke muis terug in de arena van de empathie met hetzelfde proces als vóór. Toestaan dat de mannelijke muis een extra 5 minuten om te verkennen van de arena, opnieuw het verzorgen te blijven buiten het gezichtsveld van de muizen.
- Stop de opname en slaat u het videobestand met een juiste identificatie.
- Aan het eind van de 5 min, beide muizen verwijderen uit de arena en plaats hen in hun kooien. Vervang de maïs beddengoed en zuiveren van zowel de arena en de stress zaal met 70% ethanol12.
9. damsel-in-nood testen: Data-analyse
- Het bijhouden van software kan worden gebruikt, maar de video kan ook handmatig worden geanalyseerd. Zodra het videobestand weergegeven op de computer wordt, overlay van een transparant blad over het scherm en een overzicht van het kwadraat van de arena met behulp van een markering. Verdeel het vierkant arena in negen gelijke vakken.
- Bekijk de video gegevens voor de eerste 5 min van de eerste experimentele maatregel. Noteer het nummer van compartimenten gekruist (motorische activiteit/verkennend gedrag), de tijd doorgebracht in het vierkant van de arena (afkeer van het open veld), aantal graven en het verzorgen van de afleveringen en hoe vaak de muis de terughoudendheid van het lege centrum raakte centrum kamer.
Opmerking: Scoren gebeurt niet voor de tweede 5 min van het mannetje van 10 minuten eerste exploratie, noch voor de 10 min het vrouwtje is gevangen in de centrale kamer in de afwezigheid van de man. - Bekijk de videogegevens voor de 5 min van de sociale responsiviteit maatregel onmiddellijk nadat het mannetje is opnieuw in de arena met de gevangen vrouw. Opnemen van dezelfde gegevens als voor de oorspronkelijke experimentele maatregel, maar bovendien opgenomen het aantal keren dat de mannelijke muis neus met de gevangen vrouwelijke muis aangeraakt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De doolhof Barnes
Om te illustreren hoe de Barnes doolhof kan worden gebruikt, onderzochten we of een eenmalige vroege ethanol blootstelling een verschil in het leren in de loop van de ontwikkeling van de muis veroorzaakt. C57Bl6/J muizen werden ofwel ingespoten met een oplossing van de ethanol 2,5 g/kg (n = 8) of met zoutoplossing (n = 6) tweemaal, twee uur uit elkaar, op postnatale dag 6. We de dieren op de Barnes doolhof getraind tijdens de adolescentie (P30), dan een enkele lange proef uitgevoerd in de volwassenheid (4 maanden). Onze verzamelde gegevens kunnen worden onderverdeeld in verschillende hoofdcategorieën: 1) de nauwkeurigheid door tijd en fout tarief, doelstelling 2) invoer en 3) wijzen het exploratie-pad.
Nauwkeurigheid door tijd en fout tarief:
Tijdmetingen omvatten verschillende belangrijke aspecten: de latency te bereiken van het eerste gat (de tijd die nodig is om de muis te onderzoeken van een eerste gat na het starten van het proces) zal illustreren als de muis is het leren dat het is verondersteld om te gaan vinden de escape gat ( Figuur 1A). De latentie te vinden van het gat van de doelgroep (scoorde door een eerste verlaging van de neus in het vliegtuig van de doel-gat) is in staat om te vinden van het juiste gat (figuur 1B). Bij elke sessie, moet de tijd te lopen de trainingssessie afnemen, die aangeeft dat de dieren aan het leren bent de doolhof.
Het aantal verkeerde gat onderzoeken (genoemd fouten) de muis voert alvorens door te zoeken naar het juiste gat (Figuur 1 c) geeft aan als het dier kunnen gaan relatief rechtdoor naar het doel ontsnappen gat. Het totale aantal keren die een muis een onjuiste gat in de loop van het proces verkent geeft een rudimentaire maatregel van motorische activiteit en experimentele gedrag. (Figuur 1 d). Alle muizen werden met succes getraind op de Barnes doolhof over een 7-daagse test periode tijdens de adolescentie (hier vertegenwoordigd door de dagelijkse sessies op postnatale dagen 32-39), aangegeven door een afname van de foutenpercentage en tijd te vinden de doelstelling gat. Er was geen statistische verschil in leren tussen de ethanol en controle dieren in de loop van de opleidingsperiode.
Vermelding streefpercentage:
De latentie om daadwerkelijk de doelstelling gat wordt meestal gebruikt als criterium voor succesvolle doolhof voltooiing, maar waarschijnlijk geeft niet zoveel informatie als andere aspecten van het testen. Inwerkingtreding van het doel kan ook worden gescoord als een 0 of 1. Als de muis het doel invoert voordat de 5 min verstrijken, het testen succesvol wordt beschouwd, maar als de muis niet in het doel, een binder of boek moet worden gebruikt voor het dier corral in het doel zodat het de veiligheid van de kamer onder ervaringen. Op de eerste opleidingsdagen, het mag worden verwacht dat lage tarieven van binnenkomst in de doelgroep en de dieren die de volledige 5 minuten in beslag op de doolhof nemen bekijken. In latere dagen, moet de test minder tijd vergen.
Maken van meerdere fouten na het vinden van de doelgroep geeft lage motivatie in te voeren van het vak doel en kan ook detecteren abnormale comfort met een situatie die meestal aversieve aan muizen (verhoogde platform, fel licht, open veld, ultrasoon geluid). Een groot verschil tussen de fouten die zijn gemaakt voor het vinden van de doelgroep en het totale aantal gat verkenningen tijdens een proces geeft aan slechte motivatie om de doelstelling ontsnappen kamer (figuur 2A). Als muizen niet het doel ontsnappen gat na ontdekking invoeren zijn, kan fel licht of lawaai worden toegevoegd aan de testen situatie als mild schadelijke stimuli.
In ons experiment, werd een ultrasoon geluid emitter hierboven toegevoegd de doolhof op dag 5 om extra motivatie om het doel van de test. Vóór de invoering van het ultrasone geluid, had geen zoute behandelde muizen ooit het doelwit, maar ingangen spiked na de invoering van het lawaai is ingevoerd. Aanzienlijk meer muizen (zoutoplossing en ethanol gecombineerd) ingevoerd het doel op proef 6 vergeleken met Trial 4 (t-testen, p = 0.0014) (figuur 2B).
Toewijzing van het pad:
Toewijzing van het pad van de muis kunt beoordelen informatie retentie en het leren van strategieën, evenals. De afstand tussen het eerste verkend gat en de doelstelling gat is een goede indicator van geheugen voor doellocatie, zoals deze tracks waar de muis gaat eerst en hoe dicht ze naar het doel (figuur 3A zijn). Deze maatregel te variëren sterk aan het begin van de opleiding verwacht, maar de eerste hole bezocht moet dichter bij de doelstelling als de muizen de doellocatie leren.
Hoewel geen statistische verschil in leren werd gevonden tussen de ethanol en controle dieren in de loop van de opleidingsperiode, wanneer deze muizen waren opnieuw uitvoeren als volwassenen met behulp van een enkele lange proef (4 maanden), had de ethanol-geïnjecteerd dieren een hardere tijd onthouden waar de doelstelling gat was gevestigd (figuur 3B)12. Dit verschil in geheugen retentie is niet gevonden in de eerste Barnes doolhof opleiding, dus met behulp van het doolhof op een later tijdstip toegestaan ons nogmaals te halen van subtiele verschillen in het leren/geheugen, zoals die gevonden met een enkele developmental ethanol intoxicatie evenement. Een representatieve diagram van de Barnes doolhof oppervlak onderzoekers kunt naar de kaart van het pad dat de muis nam, met inbegrip van het aantal fouten en een record van het eerste gat (Figuur 3 c) bezocht.
Tijd doorgebracht in de tegenovergestelde Kwadrant komt overeen met de hoeveelheid tijd die een muis een deel van de maze over anderen verkent, specifiek het een tegenovergestelde van het doel. Het is mogelijk voor een onderzoeker ophalen en berekenen van alle andere maatregelen, zoals de muis de doolhof draait, maar deze maatregel analyse op een later tijdstip vereist. Een muis die is te leren moet tijd verkennen gaten in de tegengestelde Kwadrant afnemen. Op de lange termijn volwassene trial, ethanol behandeld muizen aanzienlijk meer gaten in de tegengestelde kwadrant van de doelgroep, met vermelding van een mislukking te onthouden van de juiste algemene ruimtelijke locatie onderzocht (p = 0,03) (figuur 4A).
Het is belangrijk te breken van deze toewijzing metingen in fouten gemaakt vóór en na het eigenlijk vinden van de doelgroep. Het aantal fouten voor het vinden van het doel kan onthullen als leren plaatsvindt, maar het ook ons over van de muis zoekstrategie vertellen kan. In plaats van een willekeurig bezoek gaten, kan de muis een strategie om snel te vinden het doel vaststellen. Tijdens het langdurige proces, alle van de ethanol-behandelde dieren gebruikt een sequentiële hole-tot-hole zoeken in een ringvormige wijze totdat het gat werd gevonden, terwijl aanzienlijk minder zout behandeld muizen gebruikt deze techniek (p = 0.004) (figuur 4B en 4 D). Als alternatief, muizen kunnen richten op een algemene directie van de maze (figuur 4C), die erop wijst dat ruimtelijke leren plaatsvindt en het dier is waarschijnlijk met behulp van externe signalen om het hoofd voor de nabijheid van het doel-gat.
Jonkvrouw-in-nood
De jonkvrouw-in-nood-arena werd gebouwd en gebruikt om te testen het verkennend en sociale gedrag van C57Bl6/J muizen op beide 1M (n = 15) en 4M (n = 12) van de leeftijd. Een empathie arena werd gebruikt waar de mannelijke muis geplaatst in een hoek (figuur 5A). Verkennend muisgedrag wordt gekwantificeerd als het aantal pleinen gekruist in 5 min in de nieuwe arena. Onze resultaten tonen aan dat oudere muizen (4 maanden) Kruis meer pleinen dan jongere muizen (1 maand) (p < 0.0001) (figuur 5B).
De gevangen vrouw werd vervolgens geplaatst in een cilinder in het midden van de arena (figuur 5A). Zodra het vrouwtje is gevangen in de zaal, kan verkennend gedrag weer als het aantal pleinen gekruist worden gekwantificeerd. De aanwezigheid van de gevangen vrouw gevolgen mannelijke verkennend gedrag. Ongeacht de leeftijd verkennen mannelijke muizen minder in de aanwezigheid van een gevangen vrouw. Jonge mannetjes onderzocht de arena minder (zoals gemeten door het aantal pleinen gekruist in aanwezigheid van een gevangen vrouwelijke muis dan wanneer alleen (1 maand: t-testen, p = 0,001; bedoel man alleen 46 ± 4.34 pleinen vs. met vrouwelijke 26.13 ± 3.42 vierkantjes). Dit verschil bleek ook bij volwassenen (4 maanden: t-testen, p < 0.000001; het betekent man alleen 151,5 ± 5.31 pleinen vs. met vrouwelijke 103.08 ± 0.3.59 vierkantjes) (figuur 5B).
Daarnaast is de hoeveelheid tijd een muis in het middelste vierkant over een periode van 5 minuten moet ook worden beoordeeld. Tijd doorgebracht in het centrum plein moet worden vergeleken in de aanwezigheid en de afwezigheid van de vrouw als een maatregel van sociale belang. Onze resultaten tonen aan dat mannen meer tijd doorbrengen in het plein midden in het bijzijn van de gevangen vrouw. Jonge mannetjes besteed meer tijd het verkennen van het midden van de arena in de aanwezigheid van een gevangen vrouwelijke muis dan wanneer alleen (1 maand: p = 0.05; betekenen van mannelijke alleen 13,14 ± 2,79 s vs. met vrouwelijke 33.42 ± 9.32 s). Dit verschil werd ook gezien bij volwassenen (4 maanden: p = 0,001; betekenen van mannelijke alleen 14,80 ± 1.89 s vs. met vrouwelijke 52.87 ± 8,9 s) (figuur 5C).
Bovendien moeten de onderzoekers ook het aantal graven gebeurtenissen in de arena, die zou een maatregel van angst of prosociaal gedrag naar de gevangen vrouwelijke kwantificeren. Deze maatregel was significant verschillend in aanwezigheid van de vrouw voor 1 maand (1 M) muizen, maar niet 4 maand (4 M) muizen. Jonge mannetjes besteed meer tijd graven tijdens hun tijd in de arena in de aanwezigheid van een gevangen vrouwelijke muis dan wanneer alleen (1 maand: p = 0.027; betekenen van mannelijke alleen 0.4 ± 0,27 maal vs. met vrouwelijke 3,2 ± 1,09 keer). Dit verschil werd niet gezien bij volwassenen (4 maanden: p = 0,65; bedoel man alleen 1.33 ± 0,54 maal vs. met vrouwelijke 1 ± 0.49 keer) (figuur 5D).
Het aantal keren dat een man raakt het cupje van de terughoudendheid met de gevangen vrouwelijke en het aantal keren die de dieren neuzen via de luchtgaten aangeraakt zijn maatregelen van prosociaal gedrag. In onze resultaten, mannelijke muizen raakte de buis met de gevangen vrouw aanzienlijk vaker als volwassenen (4 maanden) dan als jonge exemplaren (1 maand) (p = 0,00001; betekent 1 maand 4,73 ± 0,95 maal vs. 4 maanden 15.92 ± 1,64 maal) (figuur 5E). Volwassen mannetjes ook ingeleid meer gevangen vrouwelijke contact gebeurtenissen. Mannelijke muizen aangeraakt neus met de gevangen vrouw via de luchtgaten aanzienlijk vaker als volwassenen (4 maanden) dan als jonge exemplaren (1 maand) (p = 0.002; betekent 1 maand 3.93 ± 1 keer vs. 4 maanden 8.67 ±.94 keer). (Figuur 5F).
Ultrasone controleapparaat werd gebruikt om te luisteren voor ultrasone stemgebruik boven 20 kHz door vrouwelijke muizen, en het werd ook gebruikt om te luisteren voor ultrasone stemgebruik door gevangen mannelijke muizen in een omkering van de "bachelor-in-nood" paradigma. Geen stemgebruik werden ontdekt in beide situatie, die wordt verwacht, aangezien het vorige onderzoek geen ultrasone stemgebruik muizen tijdens aversieve stimuli blootstelling (zoals fysieke beperking of een elektrische schok)11 gevonden.
Figuur 1 : Barnes doolhof nauwkeurigheid vertegenwoordiger resultaten door tijd en fout tarief. Muizen werden ofwel ingespoten met een oplossing van de ethanol 2,5 g/kg of met zoutoplossing tweemaal 2 uur uit elkaar op postnatale dag 6. We getraind de dieren eenmaal daags gedurende 7 dagen tijdens de adolescentie, dan een enkele lange proces uitgevoerd in volwassenheid11. (A) de latency te bereiken van het eerste gat (de tijd die nodig is om de muis te onderzoeken van een eerste gat na het starten van het proces) openbaart, als de muis is het leren om te vinden van het gat ontsnappen. (B) de latentie te vinden van het gat van de doelgroep (scoorde door een eerste verlaging van de neus in het vliegtuig van de doel-gat) is in staat om te vinden van het juiste gat. (C) het aantal verkeerde gat onderzoeken (genoemd fouten) de muis maakt voordat het vinden van het juiste gat wordt aangegeven als het dier kunnen gaan relatief rechtdoor naar het doel ontsnappen gat. (D) het totaal aantal keren dat een muis een onjuiste gat in de loop van het proces verkent geeft een rudimentaire maatregel van motorische activiteit en experimentele gedrag. Foutbalken vertegenwoordigen SEM11. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2 : Succesvolle Barnes doolhof voltooiing. De latentie om daadwerkelijk de doelstelling gat wordt meestal gebruikt als criterium voor succesvolle doolhof voltooiing, maar dieren kunnen niet het doel gat invoeren na ontdekking. (A) A groot verschil tussen fouten gemaakt voordat het vinden van het doel en het totale aantal gat verkenningen tijdens een proces geeft aan slechte motivatie om de doelgroep ontsnappen kamer. In ons experiment, een ultrasoon geluid toegevoegd op Trial 5 voor het opwekken van muizen in te voeren van het doel. (B) aanmerkelijk meer muizen (zoutoplossing en ethanol gecombineerd) ingevoerd het doel op proef 6 vergeleken met Trial 4 (t-testen, p = 0.0014). Geen ethanol muizen gehouden verkennen na het vinden van het doel van dag 7. Foutbalken vertegenwoordigen SEM. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3 : Barnes doolhof motivatie. Mapping muis paden kunt informeren over motivatie. (A) de afstand tussen het eerste verkend gat en de doelstelling gat is een goede indicator van geheugen voor doellocatie, als deze maatregel tracks waar de muis gaat eerst en hoe ver ze zijn uit de buurt van het doel. (B) Hoewel er geen statistische verschil in leren werd gevonden tussen de ethanol en controle dieren in de loop van de opleidingsperiode, wanneer deze muizen waren opnieuw uitvoeren als volwassenen met behulp van een enkele lange proef (4 maanden), de ethanol-geïnjecteerd dieren had een hardere tijd herinneren waar het doel gat was gevestigd. (C) A representatieve diagram van de Barnes doolhof oppervlak onderzoekers kunt naar de kaart van het pad dat de muis nam, met inbegrip van het aantal fouten en een record van het eerste gat bezocht. Deze muis ging meteen naar het doel binnen 16 seconden, maar nooit hebt ingevoerd in de loop van 5 minuten en 41 gaten daarna onderzocht. Dit gedrag aangeeft lage motivatie om de doelstelling. Foutbalken vertegenwoordigen SEM. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4 : Barnes doolhof zoekstrategie. Mapping muis paden kunt ontdekken zoekstrategieën en informeren over het leren van de strategie. (A) op de lange termijn volwassene trial, ethanol behandeld muizen onderzocht aanzienlijk meer gaten in de tegengestelde kwadrant van de doelgroep, met vermelding van een mislukking te onthouden van de juiste algemene ruimtelijke locatie (* p = 0,03). (B) tijdens het langdurige proces, alle van de ethanol-behandelde dieren gebruikt een sequentiële hole-tot-hole zoeken in een ringvormige wijze totdat het gat werd gevonden, terwijl aanzienlijk minder de zoutoplossing behandeld muizen gebruikt deze techniek (** p = 0.004) (B D). Proef dag 6 resultaten worden afgebeeld voor een zoutoplossing (C) muis en (D) ethanol behandeld muis behandeld. Muizen kunnen richten op een algemene directie van de maze (C), die erop wijst dat ruimtelijke leren plaatsvindt en het dier is waarschijnlijk met behulp van externe signalen om het hoofd voor de nabijheid van het doel-gat. Kwadrant scores zijn meestal veel beter voor muizen met behulp van deze strategie. (D) de sequentiële hole-tot-hole zoeken is de strategie van een ring, waar de muis gaat naar elke rand van het doolhof en ziet er in elk gat te vinden van het doel. Kwadrant scores zijn slecht met grote variatie wanneer muizen de ring-strategie gebruikt. Foutbalken vertegenwoordigen SEM. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5: Damsel-in-nood. (A) de Damsel-in-nood arena is onderverdeeld in 9 vierkanten. De mannelijke muis wordt geplaatst in een hoek en mannelijk gedrag wordt waargenomen. De vrouwelijke muis, gevangen in een container van de cilinder, ligt in het centrale plein van de arena. (B) verkennend gedrag binnen de arena verhoogt tussen adolescentie (1 maand = 1 M) en de volwassenheid (4 maanden = 4 M). Algemene, mannelijke muizen onderzocht minder in de aanwezigheid van een gevangen vrouw. In toevoeging, jonge muizen onderzocht lager dan volwassen muizen in aanwezigheid van de gevangen vrouw. (C) sociale responsiviteit kan ook worden gemeten door de tijd die een muis doorbrengt in het centrum plein waar de muis gevangen wordt gehouden. Zowel de jeugdige als de volwassen mannetjes besteed meer tijd op het plein midden in het bijzijn van de gevangen vrouw. (D) jonge mannetjes besteed meer tijd graven tijdens hun tijd in de arena in de aanwezigheid van een gevangen vrouwelijke muis dan wanneer alleen. (E) mannelijke muizen raakte de buis met de gevangen vrouw aanzienlijk vaker als volwassenen dan als jonge exemplaren. (F) volwassen mannetjes ook ingeleid meer gevangen vrouwelijke contact gebeurtenissen dan jonge exemplaren. Foutbalken vertegenwoordigen SEM (*** p < 0,0001, ** p 0.001, * p 0.05). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De doolhof Barnes en de Damsel-in-nood-experimenten zijn goedkoop, snel en relatief eenvoudig manieren ruimtelijke leren, motorische activiteit, en prosociaal gedrag bij muizen te evalueren. Andere voordelen zijn het ontbreken van openlijke stressoren, pijn of voedsel beperking voor het dier. Zoals de meeste leren/geheugen paradigma's is een nadeel van de doolhof Barnes het aantal experimenten nodig zijn voor de dieren om te leren waar het gat van de doelgroep zich bevindt en voer.
Gegevensverzameling:
Gegevens moet consequent worden ingewonnen bij het observeren van de muis activiteiten en gedragingen in beide paradigma's. Voor de Barnes doolhof omvat dit opnemen van de tijd de eerste hole is bereikt, het aantal fouten/verkeerd gaten het verkent, de tijd waarop het de doelstelling gat bereikt, en de tijd waarop het in werking treedt de doelstelling gat. Bovendien moeten onderzoekers het pad van elke muis op de doolhof kaart. Gegevens kunnen worden bijgehouden met behulp van een papieren kaart van het doolhof Barnes op hetzelfde moment dat de muis het doolhof draait, en de timing en gat getallen kan worden bevestigd met behulp van video-opnamen. Wanneer het bijhouden van het dier, is het wellicht nuttig zijn pen om kleuren te veranderen eenmaal per minuut om potentieel overlappende gat exploraties bij te houden. Computer-assisted tracking-systemen zijn beschikbaar om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, zoals idTracker, Ctrax of tracktor, en een paar zijn gratis of opensource.
Voor de bepaling van de jonkvrouw-in-nood dient opgenomen gegevens hoeveel pleinen het mannetje invoert, de tijd die nodig is voor de man te bereiken van het vrouwtje, hoeveel tijd het mannetje in het centrum plein besteedt wanneer de gevangen vrouw aanwezig is in vergelijking met alleen de lege cilinder , hoeveel contact evenementen er zijn met de cilinder, het aantal keer de neuzen van de dieren aangeraakt door de zaal, en hoeveel keer graven gebeurtenissen over het geheel genomen plaatsgevonden en in het midden vierkant.
Constanten in het testen van de gedragsmatige:
Net als bij alle gedrags tests, is het essentieel dat de voorwaarden constant tussen en binnen de dierlijke proeven om ervoor te zorgen dat omgevingsvariabelen niet de resultaten van de studie verwarren doen zijn gehouden. Visuele, auditieve of olfactorische prikkels in de experimentele omgeving gedragsmatige veranderingen kunnen veroorzaken in de muizen, of bedoeld of niet13. Als zodanig moet worden gewaakt om de muizen van afleidende externe prikkels14schild. Zowel de arena gebruikt voor het Damsel-in-nood-scenario en de Barnes doolhof moet worden gereinigd na elke proef met water en gezuiverde met 70% ethanol om ervoor te zorgen dat geen slepende indicatoren van vorige muizen invloed hebben op een later proces. Beddengoed moet bovendien worden gewijzigd na elke Damsel-in-nood-assay. Verzamelen van gegevens moet altijd worden geregistreerd op video om de onderzoekers te herzien van de gegevens en zorgen voor nauwkeurige analyse. Het kan een uitdaging voor de onderzoeker te blijven verborgen achter een gordijn of anderszins uit het zicht terwijl het verzamelen van de gegevens, maar dit is belangrijk om een constante, ongestoord setting voor de muizen.
Barnes doolhof paradigma ontwerp en wijzigingen:
Er zijn meerdere gepubliceerde paradigma's in gebruik voor de Barnes doolhof. Barnes doolhof training protocollen variëren meestal van 7-15 dagen, maar het protocol kan worden verkort. Soms afknotten het aantal trainingen te maken het leren van de taak moeilijker kan verschillen dat langer protocollen15 missenisoleren. Het kan worden gebruikt met alleen een overhead licht (zoals in de oorspronkelijke Barnes-studie), of andere elementen kunnen worden toegevoegd (zoals een helderder licht, een fan of een geluid) zodat de muizen meer gemotiveerd om de ontsnapping kamer3,16. Als u ziet dat slechte motivatie om het vak doel tijdens een pilot-studie, moet de toevoeging van deze elementen worden beschouwd tijdens de feitelijke opleiding.
Inwerkingtreding van het juiste doel-gat zal waarschijnlijk minder snel optreden zonder deze elementen, maar onderzoekers moet beseffen dat deze toevoegingen kunnen stress-inducerende prikkels. De aanwezigheid of afwezigheid van aversief stimuli kan worden gemanipuleerd om te kunnen beoordelen van de motivatie om de doelstelling gat. Onze studie bleek dat prenatale ethanol had een effect op de waarschijnlijkheid dat een muis het gat ontsnappen tijdens de opleidingsperiode toen alleen het felle licht werd gebruikt treedt, en dit verschijnsel was verschillend van eigenlijk leren waar de doelstelling gat was gevestigd.
Zoals gezien in dagen 1-4 van onze protocol, waren de muizen niet zeer gemotiveerd om het gat, maar ze leek te vinden het gemakkelijk genoeg. Echter wanneer het ultrasone geluid was geplaatst boven de doolhof op dag 5, scores verbeterd op de meeste Barnes-maatregelen, met inbegrip van de waarschijnlijkheid dat muizen de doel-zaal treedt na het vinden van het. Het geluid bleek te drastisch verminderen het aantal vreemde gat onderzoeken op proef dag 6 en 7, en overdag 7 geen ethanol muizen gehouden verkennen na het vinden van het doel (figuur 2A). Hoewel het mogelijk is dat dit is een logisch gevolg van het leren van de doolhof, verscheen de dieren meer opgewonden na de invoering van het ultrasone geluid en minder kans om te verkennen van de doolhof. Om de zaal te blijven een lonende situatie voor de muizen, de onderzoekers moeten ook oppassen voor zwenking vandoor de aversieve stimuli (dekking van het gat en uitschakelen van het geluid) en laat het dier ongestoord moeten in de bedwelmingsruimte blijven voor de toegewezen hoeveelheid hersteltijd voor het verwijderen van het dier.
Het ontwerp van de Barnes doolhof kan een impact hebben op het leren en geheugen beoordelen. Het huidige protocol gebruikt extra-doolhof aanwijzingen. Naast de asymmetrie van de test kamer, waren posters van vier eenvoudige zwart-op-wit-achtergrond vormen (vierkant, driehoek, cirkel, kruis) gemonteerd op de muren van de kamer als visuele aanwijzingen. De Barnes doolhof met of zonder de distale signalen op de muren van de test kamer, kan worden opgelost of kan worden opgelost met behulp van een seriële zoekstrategie. Vanwege dit, mag met behulp van alleen een "eerste hole afstand doel" meting relevante verschillen in de manier waarop de muis het doolhof Lost en niet ruimtelijke van niet-ruimtelijke vaardigheden17 differentiëren kanmissen. Meerdere maatregelen van de analyse moeten worden gebruikt, zoals ook het onderzoek van het aantal gaten onderzocht in het tegenovergestelde plein of het aantal fouten voor het doel. Het patroon van de zoekstrategie kan ook worden geanalyseerd.
Verschillende ingeteelde muizenstammen kunnen hebben variabele prestaties op de Barnes doolhof, mogelijk als gevolg van verschillen in de gezichtsscherpte. Als een stam van muizen met slechte gezichtsscherpte is gekozen voor gebruik in de doolhof van Barnes, kan de toevoeging van een kleine muur rond de rand van het doolhof verhogen thigmotaxis (muur-knuffelen gedrag) en verhogen van het gebruik van een niet-visuele zoekstrategie. Mannen hadden beter leren prestaties dan vrouwtjes in DBA/2J en C3H/HeJ stammen, en hoewel alleen mannen werden gebruikt in het huidige protocol, C57/Bl6 muizen zijn niet gevonden sekseverschillen in het geheugen op de Barnes doolhof18weergeven.
Jonkvrouw-in-nood paradigma ontwerp en wijzigingen:
Voor het experiment Damsel-in-nood is een belangrijke beperking dat er geen manier voor de verkennende muis te bevrijden van de vrouwelijke muis, of "damsel," uit de buis in het midden van de arena. Het herontwerpen van de kamer om een release mechanisme zou een interessante toekomstige wijziging. Een nadeel van de jonkvrouw-in-nood is het gebrek aan vergelijkende studies met behulp van het paradigma, aangezien er een nieuwe beoordeling voor het meten van prosociaal gedrag.
De jonkvrouw-in-nood verder kan worden gewijzigd om te kunnen beoordelen van gezelligheid (gedefinieerd als de neiging om tijd doorbrengen met een andere muis), voorkeur voor sociale vernieuwing (de neiging om te onderzoeken van een nieuwe muis in vergelijking met een bekende muis), paring of agressieve gedrag (overvulling een vrouw in estrus of een nieuwe man in de kamer) en evolutionaire biologie kwesties, zoals de impact van gedeelde genetische achtergrond op altruïstisch gedrag tendensen (de reactie op een gevangen littermate vergeleken met een gevangen non-littermate " muis)19.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Wij bij Hampden-Sydney College geven erkenning en waardering Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee en Anton Kheirani voor hun betrokkenheid bij de testprotocollen voor de Barnes doolhof en Damsel-in-nood experimenten. Ook bedank we James Foster aan Randolph-Macon College voor de bouw van de doolhof Barnes en de Randolph-Macon College Departement Biologie voor het verstrekken van testen ruimte.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Damsel-in-Distress | |||
| 50 mL conical tube | Fisher Scientific | 14-432-22 | Any brand of 50 mL conical tube will work |
| Rubber bands | Sprano Brand | n/a | Size 62, used to keep caps held to plywood |
| hammer | Grainger | 6R252 | Any standard hammer will work |
| nail (size 8D) | Grainger | 4NFE3 | Similarly-sized nails should work just as well |
| opaque, topless plastic box | AcmePlastics | CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025 | Opaque plastic, cut to size (30 cm L x 19 cm W x 3-6 cm H). Step may be added to ensure no more than a 3.5 cm entrance depth for the mouse. |
| video camera (smartphone) | N/A | N/A | Any camera-equipped smartphone will work |
| bite-resistant gloves | Kent Scientific | GLVDYN02 | Any brand offering appropriate protection |
| transparency sheet | Staples | 954145 | Any brand of clear plastic sheet will work, used for scoring |
| Barnes Maze | |||
| Petri Dishes | Corning | 353025 | Spray painted and used as covers for Barnes maze holes |
| Plywood (3/4 in.) | LP Building Products | 22487 | To construct Barnes maze |
| Spray Paint | Krylon | 1274937 | Used to paint petri dish caps black, white paint used to paint plywood |
| Cup Hooks (5/8 in.) | Ace Hardware | 5360615 | 2 used on either side of ventral hole surfaces; Rubber band wraps around hooks to hold cap flat |
| Poster Board | Creatology | n/a | Used at edges of maze as extra cues |
| Light Bulbs | Phillips | n/a | 100W light bulb, used to during the trials |
| Rubber bands | Sprano Brand | n/a | Size 62, used to keep caps held to plywood |
| Ultrasonic noisemaker | Victor mini PestChaser | M753SN | Used as aversive stimuli |
References
- Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice. Protocol Exchange. 2007, (2016).
- Vorhees, V., Williams, M. T. Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents. ILAR Journal. 55 (2), 310-332 (2014).
- Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (1), 74-104 (1979).
- Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behavioural Brain Research. 198 (1), 247-251 (2009).
- Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 490 (2010).
- Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. Empathy and pro-social behavior in rats. Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).
- Langford, D. L., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).
- Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E.
- Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress. Journal of Neuroscience. 14 (10), 5929-5938 (1994).
- Watanabe, S. Empathy and reversed empathy of stress in mice. Public Library of Science (PloS) One. 6 (8), e23357 (2011).
- Portfors, C. V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46 (1), 28-34 (2007).
- Houlé, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness. Brain and Behavior. , (2017).
- Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals. Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).
- Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 248, 1670-1672 (1999).
- Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease. PloS One. 8 (11), (2013).
- Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicology and Teratology. 22 (4), 547-557 (2000).
- Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learning and Memory. 13 (6), 809-819 (2006).
- O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze. Behavioural Brain Research. 216 (2), 531-542 (2011).
- Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).
