Low-Stress-Route Learning Mit dem Lashley III Maze in Mäuse

Im Lash-Drei-Labyrinth lernten Mäuse, sich durch eine Reihe von Armen zu navigieren, um eine pseudoheimische Käfigumgebung zu erreichen. Bei wiederholten Versuchen werden die Mäuse zu Beginn eines Versuchs in das Starbucks gestellt, das durch eine Tür vom Labyrinth getrennt ist. Sobald die Tür geöffnet wird, betreten die Mäuse die Labyrintharme und können den Pfad, den die Maus durchläuft, frei erkunden.

Das Labyrinth wird aufgezeichnet, einschließlich der Eintritte in Sackgassen, die als Fehlerzonen gelten. Bei Betreten des goldenen Feldes wird eine weitere Tür geschlossen, um einen erneuten Zugang zum Labyrinth zu verhindern und die Maus in Richtung des pseudo Hauskäfigs zu leiten. Am Ende des Labyrinthversuchs werden die Leistungen im Labyrinth zwischen Altersgruppen oder Stämmen verglichen, um die Rolle beim Lernen und Gedächtnis zu bewerten.

Hallo, ich bin Amanda Bressler. Ich arbeite im Labor von Anne Andrews an der Pennsylvania State University. Heute zeige ich Ihnen, wie man das Lashley-Drei-Labyrinth verwendet.

Wir verwenden dieses Labyrinth hauptsächlich in unserem Labor, um genetisch veränderte Mäuse im Hinblick auf das Altern zu untersuchen. Also los geht's. Zunächst werfen wir einen Blick darauf, wie das Lashley-Drei-Labyrinth aussieht.

Der Startbox-Maze, die Arme und die Goldbox sind modular aufgebaut, um eine Reinigung und Anpassung des Mazes zu ermöglichen. Die Wände der Startbox, des Mazes, der Arme und der Goldbox bestehen alle aus schwarzem Plexiglas, um visuelle Hinweise von außen und innerhalb des Mazes auszuschließen. Die Arme des Mazes sind 45 Zentimeter lang, sieben Zentimeter hoch und fünf Zentimeter breit.

Türen, die zu aufeinanderfolgenden Armen des Mace führen, sind vier Zentimeter mal vier Zentimeter groß und befinden sich 11 Zentimeter von den Außenwänden des Mace entfernt. Die Goldbox ist 19,5 Zentimeter lang, sieben Zentimeter hoch und fünf Zentimeter breit. Die Startbox misst acht Zentimeter mal 9,5 Zentimeter mal sieben Zentimeter. Separate durchsichtige Plexiglasplatten werden auf das Starbucks-Labyrinth und die Goldbox gelegt, um die Sichtbarmachung jedes Mäuses während dessen Durchlaufs durch das Labyrinth zu ermöglichen.

Während verhindert wird, dass Mäuse das Labyrinth verlassen, ruht eine Basis aus rotem Plexiglas, die groß genug ist, um die drei Teile des Labyrinths sowie einen Schein-Heimkäfig aufzunehmen, der dieselbe Größe wie der Standard-Heimkäfig des Tieres hat. Um die Schein-Heimkäfige vor dem ersten MACE-Test vorzubereiten, frisches Einstreu-Material in einzelne Käfigböden geben, in deren Seiten Öffnungen als Türen ausgeschnitten sind, Gitterdeckel auf die Käfigböden setzen und diese einzeln nummerieren, jeweils einen pro Tier einer Testkohorte. Diese Käfige dienen während des gesamten Testzeitraums als individuelle Schein-Heimkäfige für jedes Tier.

Bei vorbereitetem Labyrinth sehen wir uns nun an, wie man die Verhaltensprüfung mindestens eine Stunde lang durchführt. Vor der Testung bringen Sie die Tiere in den Raum für die Verhaltensprüfung, damit sie sich an die Testumgebung gewöhnen können. 30 Minuten vor der Testung entnehmen Sie das Futter und Wasser aus allen Heimkäfigen.

Stellen Sie das Futter und Wasser im Verhaltensprüfraum bereit, jedoch außer Reichweite der Mäuse. Normalerweise wird der Versuch so zeitlich gelegt, dass Futter und Wasser 30 Minuten nach dem Wechsel von der Licht- zur Dunkelphase entfernt werden, da dann die höchste Futteraufnahme stattfindet. Dadurch ist sichergestellt, dass die Tiere vor der Testdurchführung zum größten Teil satt sind, was für Demonstrationszwecke geeignet ist.

In diesem Video zeigen wir dieses Verfahren unter hellem Licht. Der Test wird gewöhnlich während der Dunkelphase des Hell-Dunkel-Wechsels durchgeführt. Wenn die 30-minütige Vortestphase abgelaufen ist, reinigen Sie das Labyrinth mit 70 % Ethanol.

Verlassen Sie die Tür, die von der Starbucks in das Labyrinth führt. Arme geschlossen. Die Türen an beiden Enden der goldenen Box sollten offen gelassen werden.

Platzieren Sie nun den pseudohomöischen Käfig, der dem ersten Tier entspricht. Am Ende der goldenen Box bringen Sie die erste Maus zum Labyrinth, indem Sie sie mit der Hand umschließen.

Stellen Sie die Maus in das Starbucks und setzen Sie den Deckel wieder auf. Öffnen Sie die Tür der Startbox und starten Sie unmittelbar drei Stoppuhren, sobald Sie das Labyrinth ungehindert beobachten können. Sobald alle vier Pfoten der Maus die Startbox verlassen haben, schließen Sie die Tür der Startbox und stoppen Sie die erste Stoppuhr manuell.

Notieren Sie den Weg. Die Maus bewegt sich, während sie das Labyrinth durchläuft. Auf einem Auswertungsbogen gilt, dass eine Maus eine neue Zone oder einen neuen Arm des Labyrinths betreten hat, wenn alle vier Pfoten diesen Bereich betreten haben.

Wenn alle vier Pfoten die Zielbox betreten haben, schließen Sie die Tür zwischen Labyrinth und Zielbox und stoppen Sie die zweite Stoppuhr. Wenn die Maus die pseudo-Heimkäfigbox vollständig betreten hat, schließen Sie die Tür zwischen der Zielbox und dem Käfig. Stoppen Sie die dritte Stoppuhr.

Notieren Sie die Zeiten der drei Stoppuhren und zählen Sie die Anzahl der Fehler, die die Maus gemacht hat. Ein Fehler wird definiert als ein Betreten einer Sackgassenzone oder das Zurückkehren durch einen bereits befahrenen Arm des Labyrinths. Lassen Sie das Tier eine Minute lang im pseudo Hauskäfig, bevor Sie es in seinen eigentlichen Hauskäfig zurückbringen.

Nachdem alle Mäuse der Kohorte getestet wurden, 30 Minuten warten und anschließend Futter und Wasser allen Mäusen wieder zur Verfügung stellen. Abschließend die Tiere in ihren Kolonieraum zurückbringen. Dieses Verfahren an aufeinanderfolgenden Nächten mit einem Versuch pro Testtag und Tier wiederholen, bis alle Mäuse der Kohorte ein definiertes Lernkriterium erreicht haben oder bis eine vorbestimmte Anzahl von Testdurchgängen erfolgt ist.

Eine Maus gilt als gelernt zu haben, wenn sie die Aufgabe an zwei aufeinanderfolgenden Tagen mit null bis einem Fehler durchführen kann. Die Mäuse werden an aufeinanderfolgenden Tagen in derselben Reihenfolge getestet. Nun zeigen wir einige repräsentative Verhaltensergebnisse.

Hier sehen wir Daten von jungen, zwei Monate alten und alten, 24 Monate alten männlichen C57BL/6- und CR-Mäusen, die am Lashley-Maze bis zu 15 Durchgänge lang trainiert wurden. In Abbildung 2A lernten die jungen Mäuse das Labyrinth im Durchschnitt nach 7,6 Tagen. Im Gegensatz dazu benötigten die älteren Tiere 11,7 Tage, um das Kriterium zu erreichen.

Es zeigte sich eine deutliche Tendenz, dass alternde C57, Black Six NCR R-Mäuse länger benötigen, um das Labyrinth zu erlernen. Der Lernindex ist das Verhältnis korrekter Arm-Eintritte zur Gesamtanzahl der zurückgelegten Wegabschnitte in einem einzelnen Durchlauf, wenn der Lernindex in Abbildung zwei B berechnet wird. Beide Altersgruppen weisen für den ersten Durchlauf ein Verhältnis von etwa 0,50 auf. Sowohl junge als auch alternde Mäuse zeigen einen stetigen Anstieg des Lernindex von Durchlauf zwei bis vier, jedoch gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Dargestellt.

Hier sind Daten aus Studien, die den Einfluss des Hintergrundstamms auf das Lernverhalten untersuchen. Junge männliche Mäuse der Stämme C 57, black six NCR und kontroll CD one im Alter von vier bis fünf Monaten wurden verglichen. Die C 57 black six-Mäuse sind dieselben Mäuse wie die junge Kohorte in Abbildung zwei.

In Abbildung drei lernt eine CD-1-Maus das Lashley-Drei-Maze in 4,5 Tagen. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Stämmen hinsichtlich der Tage, die zur Erreichung der Kriterien erforderlich waren. Im Gegensatz dazu zeigt die Untersuchung des Lernindex in Abbildung drei B, dass, obwohl alle Tiere den Versuch am ersten Durchlauf zufällig bewältigten, CD-1-Mäuse die Aufgabe schneller erlernten.

Dies zeigt sich in der statistisch signifikanten Zunahme des Lernindex in den Versuchen zwei bis vier bei CD-one-Mäusen im Vergleich zu C57BL/6- und CR-Mäusen. Interessanterweise zeigen CD-one-Mäuse, wenn sie im Labyrinth weitertrainiert werden, nach Erreichen des Kriteriums Verhalten, das auf eine Übertraining hinweist. In Abbildung 4A ist eine Zunahme der Anzahl der Fehler nach Tag fünf zu beobachten. Tag fünf war der Tag, an dem die CD-one-Mäuse das Kriterium erreichten.

Die CD1-Mäuse verbrachten ebenfalls mehr Zeit innerhalb des MACE, nachdem sie die Aufgabe erlernt hatten, was in Abbildung 4 B zu sehen ist. Soeben haben wir Ihnen gezeigt, wie man das Lashley-3-Labyrinth verwendet, um Lernen und Gedächtnis bei Mäusen zu messen. Wenn Sie dieses Experiment in Ihrem eigenen Labor durchführen, kann es notwendig sein, einige Vorversuche durchzuführen, da verschiedene Mäusestämme die MA mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erlernen und möglicherweise einer Übertrainierung unterliegen können. Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihren zukünftigen Experimenten.