Morris Water Maze-Test für Lern-und Gedächtnisstörungen bei Alzheimer-Modell Mäuse

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, das vom Hippocampus abhängige Lernen und Gedächtnis zu testen. Am ersten Tag wird die Maus trainiert, eine erhöhte, markierte Plattform zu finden, die zufällig in einem Becken mit klarem Wasser platziert ist, um der Maus beizubringen, dass die Aufgabe einen entfliehbaren Endpunkt hat. In einem zweiten Schritt wird die Maus an darauf folgenden Tagen trainiert, indem sie aus verschiedenen Positionen in ein Becken mit undurchsichtigem Wasser hineingelassen wird, wobei die Plattform unter Wasser liegt und an einer festen Position verbleibt.

Dadurch kann die Maus die Position der Plattform unter Verwendung der umgebenden Hinweisreize erlernen. Anschließend wird am letzten Tag die Plattform entfernt, und das Schwimmverhalten der Maus wird eine Minute lang verfolgt, um den Erwerb der Aufgabe zu bewerten. Auf diese Weise werden Ergebnisse zu Lernen und Gedächtnis erhalten.

Diese zeigen Beeinträchtigungen des räumlichen Lernens und Gedächtnisses basierend auf den Fluchtlatenzen und Weglängen, die unter den drei verschiedenen Testbedingungen beobachtet wurden. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden liegt darin, dass es relativ einfach ist, zwischen der speziellen versteckten Plattform und den nicht speziellen sichtbaren Plattformbedingungen zu unterscheiden. Im Allgemeinen haben Personen, die neu in dieser Methode sind, häufig Schwierigkeiten, da sie empfindlich gegenüber experimentellen Handhabungen ist.

Sie müssen sicherstellen, dass die Mäuse während der Verfahren keinen Stress ausgesetzt sind, da dies die Ergebnisse beeinflussen könnte. Diese Prozedur wird von Frau Kelly Bromley und von Frau Sweden, Doktorandin aus meinen Laboren, demonstriert. Befestigen Sie zunächst einen kreisförmigen Pool. Wenn die Versuchsmäuse schwarz sind, verwenden Sie einen weißen Pool, und wenn die Mäuse weiß sind, verwenden Sie einen schwarzen Pool. Jetzt.

Richten Sie den Raum mit Trennwänden so ein, dass die zu testenden Tiere während des Versuchs den Experimentator nicht sehen können. Bringen Sie räumliche Hinweise mit hohem Kontrast im Raum und im Inneren des Beckens an einer Stelle an, die über der Wasseroberfläche liegen wird. Füllen Sie das Becken mit Wasser und stellen Sie Raumtemperatur ein.

Danach eine Plattform mit einem Durchmesser von 10 Zentimetern in das Becken stellen, einen Zentimeter über der Wasseroberfläche, weiß für ein weißes Becken oder durchsichtiges Plexiglas für ein schwarzes Becken. Kalibrieren Sie das Becken in der Computersoftware, damit die Kamera physikalische Distanzinformationen aus pixelbasierten Daten erstellen kann.

Teilen Sie den Pool in vier Quadranten auf. Legen Sie die Plattformzone als variable Zone fest, die sich bei jedem Versuch ändern kann. Erstellen Sie anschließend fünf Plattformsubzonen, eine in jedem Quadranten und eine in der Mitte des Pools.

Speichern Sie die Kalibrierung und verwenden Sie sie für die verbleibenden Testtage. Legen Sie als Nächstes die maximale Versuchszeit auf 60 Sekunden fest. Falls die Maus das Plattformziel vor Ablauf dieser Zeit findet, programmieren Sie die Software so, dass der Versuch beendet wird, sobald die Plattform gefunden wurde.

Geben Sie außerdem das Programm an, das automatisch mit der Aufzeichnung beginnen soll, wenn der Experimentator den Testbereich verlässt. Nutzen Sie alle vom Softwarepaket angebotenen Optionen zur Minimierung von Reflexionen. Verfolgen Sie schließlich den Pfad, die Wegstrecke, die Flucht, die Latenz und die in jedem Quadranten verbrachte Zeit.

Am Tag der Untersuchung überführen Sie die Mäuse aus ihrer Haltungseinrichtung in den Verhaltensraum in einen Bereich, von dem aus sie weder das Becken noch räumliche Hinweise sehen können. Lassen Sie sie sich mindestens 30 Minuten lang an die neue Umgebung gewöhnen. Laden Sie vor der Untersuchung die Beckenkalibrierung in die Trackingsoftware.

Erstellen Sie fünf Durchgänge mit einem geeigneten Intervallprogramm zwischen den Durchgängen, wobei die Plattformposition und die Startausrichtung bei jedem Durchgang variieren. Platzieren Sie eine Fahne auf der Plattform, um ihre Sichtbarkeit zu erhöhen. Um die Tests zu beginnen, heben Sie die Maus am Schwanzansatz aus dem Heimkäfig an und stützen Sie sie während des Transfers in den Testbereich.

Setzen Sie die Maus dann vorsichtig mit dem Kopf zur Beckenkante ins Wasser. Verlassen Sie umgehend den Versuchsbereich. Falls die Maus die Plattform vor dem 62. Sekunden-Schnitt erreicht, darf sie fünf Sekunden lang auf der Plattform verbleiben, bevor sie in ihren Heimkäfig zurückgebracht wird.

Falls die Maus das Plattform nicht findet, stellen Sie die Maus auf die Plattform und lassen Sie sie dort 20 Sekunden verweilen, bevor Sie sie in ihren Heimkäfig zurückbringen. Wiederholen Sie dies für alle Mäuse im Versuch. Beginnen Sie jeden nachfolgenden Versuch mit einer anderen Plattformposition und Startausrichtung gemäß der Programmmsoftware.

Nach Abschluss der Tests bringen Sie die Mäuse in ihre Unterbringungseinrichtung zurück, um sie auf den folgenden Tag vorzubereiten. Entfernen Sie die Markierung von der Plattform und fügen Sie zusätzliches Wasser hinzu, um die Plattform um einen Zentimeter unter die Wasseroberfläche abzusenken. Laden Sie die Kalibrierung des Beckens in die Verfolgungssoftware und erstellen Sie fünf Durchgänge mit einem geeigneten Intervall zwischen den Durchgängen.

Programmieren Sie dann die Plattformposition so, dass sie während aller Versuche und Tage an derselben Stelle bleibt, die Startausrichtung jedoch bei jedem Versuch an jedem Tag unterschiedlich ist. Bei schwarzen Mäusen nichttoxische weiße, pulverförmige Temperafarbe zum Becken hinzufügen und gründlich vermischen. So viel Farbe verwenden, dass die untergetauchte Plattform von der Wasseroberfläche aus nicht sichtbar ist.

Testen Sie einzelne Mäuse im Wasser wie zuvor für den endgültigen Probelauf beschrieben. Laden Sie die Beckenkalibrierung in die Trackingsoftware. Erstellen Sie einen Versuch ohne Plattformzone und mit einer Startausrichtung.

Bevorzugt die Startposition, die am weitesten vom Plattformquadranten entfernt liegt, der an den Tagen zwei bis fünf verwendet wurde. Stellen Sie außerdem die Spurlänge auf 60 Sekunden ein. Entfernen Sie nun die Plattform aus dem Becken und testen Sie einzelne Mäuse im Wasser, wie zuvor für jeden Tag und jede Maus beschrieben. Mitteln Sie die fünf Versuche, um eine einzelne Pfadlänge und Fluchtlatenz für jeden Versuchsgegenstand zu erhalten.

Weiterhin wurden Daten analysiert und interpretiert, wie in der begleitenden Veröffentlichung unter Verwendung des Morris-Wassernebeltests beschrieben. Sieben Monate alte APP23-transgene Mäuse, die das humane schwedische mutierte APP-Gen tragen, wurden nach einem Monat täglicher Injektionen mit Valproinsäure oder Fahrzeuglösung am ersten Tag der Tests mit sichtbarer Plattform untersucht. Die mit VPA behandelten und die Kontroll-APP23-Mäuse zeigten eine ähnliche Latenzzeit, um auf die sichtbare Plattform zu entkommen.

Die mit VPA behandelten und die Kontroll-APP23-Mäuse legten vor dem Betreten des sichtbaren Plattforms ähnliche Schwimmstrecken zurück. Im Test mit sichtbarer Plattform sowie in den Tests mit versteckter Plattform am dritten und vierten Tag zeigten die mit VPA behandelten APP23-Mäuse eine kürzere Latenz, bis sie die versteckte Plattform erreichten. Am dritten und vierten Tag hatten die mit VPA behandelten APP23-Mäuse eine kürzere Schwimmstrecke, bevor sie auf die versteckte Plattform entkamen.

Im Probelauf am sechsten Tag durchquerten die mit VPA behandelten PP 23-Mäuse im Vergleich zu Kontrollmäusen signifikant häufiger das dritte Quadrant, in dem zuvor die versteckte Plattform platziert war. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, die Umweltfaktoren, die Stress verursachen könnten, wie Lärm, Temperatur und Licht, zu überwachen. Nach diesem Verfahren können weitere Methoden wie gepaarte und kontextuelle Angst-Konditionierung durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, beispielsweise, ob die Lerndefizite spezifisch für das Hippocampus sind oder ob sie Teil eines breiteren neurokognitiven Problems darstellen, das auch die Amygdala einbeziehen könnte.