Ein experimentelles Design innerhalb des Subjekts mit einer Objektortungsaufgabe in Ratten

Die Object Location Task ermöglicht es uns, verschiedene Mechanismen der Bildung oder Erhaltung des räumlichen Gedächtnisses zu untersuchen, indem wir das spontane explorative Verhalten bei Nagetieren nutzen. Dieses Protokoll ermöglicht die wiederholung einer Objektortungsaufgabe bis zu viermal, was dazu beiträgt, die statistische Aussagekraft und die Effizienz und den Output von Studien, die chirurgische Eingriffe beinhalten, zu erhöhen. Zu Beginn erhalten Sie eine quadratische Arena aus undurchsichtigem, nicht porösem Hartplastik mit einer Mindestbreite von 60 Zentimetern und einer Höhe von 50 Zentimetern.

Für eine erfolgreiche Aufzeichnung von Rattenbewegungen durch die automatisierte Software stellen Sie sicher, dass die Bodenfarbe mit der der Ratte kontrastiert. Platzieren Sie die Arena entweder in einer Box oder auf einer Plattform, die von einem Vorhang umgeben ist. Um einen Kontext zu erstellen, fügen Sie eine zweite Ebene einfügter Wände in verschiedenen Farben oder Mustern in die Arena ein.

Hängen Sie räumliche 3D-Hinweise auf, die unterschiedliche geometrische Formen und Farben haben, die hoch genug sind, damit die Ratten sie nicht erreichen können. Befestigen Sie verschiedene Paare von Objekten, die nicht porös, nicht kaubar und leicht zu reinigen sind, mit unterschiedlichen geometrischen Formen und Texturen am Boden der Arena. Füllen Sie einen nicht quadratischen Eimer mit Bettzeug.

Platzieren Sie nach dem Zufallsprinzip fünf bis 10 Objekte unterschiedlicher Formen und Größen, die sich von den Objekten unterscheiden, die im Experiment verwendet werden, in den Eimer. Bringen Sie für die einsige Sitzung alle Käfige nach Hause in den Experimentierraum und lassen Sie die Ratten sich in den Raum gewöhnen und sich für mindestens 30 Minuten niederlassen. Zwei bis vier Ratten aus demselben Käfig zusammen in den Eimer für etwa 20 Minuten legen.

Reinigen Sie den Eimer, indem Sie alle Fäkalien zwischen jeder Gruppe von Ratten entfernen. Setzen Sie alle Ratten in ihre Heimkäfige und bringen Sie sie in das Wohnzimmer zurück. Für die zweite Sitzung bringen Sie alle Käfige in den Experimentierraum und lassen Sie sie mindestens 30 Minuten stehen.

Legen Sie jede Ratte einzeln für 10 Minuten in den Eimer. Legen Sie die Ratte wieder in den Hauskäfig und reinigen Sie den Eimer nach jeder Ratte. Wenn Sie fertig sind, bringen Sie alle Käfige in den Wohnraum zurück.

Für Sitzung vier bringen Sie alle Käfige in den Experimentierraum und lassen Sie sie mindestens 30 Minuten stehen. Platzieren Sie zwei bis vier Ratten aus demselben Käfig zusammen in der leeren Arena ohne Kontext oder räumliche Hinweise für 20 Minuten. Legen Sie alle Ratten zurück in den heimischen Käfig und wischen Sie die Arena nach jeder Rattengruppe mit 70% Ethanol ab.

Ändern Sie die leere Arena, um den ersten Kontext zu erstellen, ohne die Objekte in die Arena zu stellen. Für die sitzung eins der Kontextwöhnung alle Käfige in den Experimentierraum bringen und für mindestens 30 Minuten stehen lassen. Starten Sie die Blockflöte, platzieren Sie dann die erste Ratte in der Mitte der Arena und lassen Sie die Ratte die Arena für 10 Minuten erkunden.

Stoppen Sie dann den Rekorder und legen Sie die Ratte wieder in den Heimkäfig. Bringen Sie alle Käfige nach Fertigstellung in den Wohnraum zurück. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jede Ratte für die Sitzungen zwei und drei an zwei aufeinanderfolgenden Tagen, so dass es insgesamt drei Sitzungen der Kontextgewöhnung pro Ratte gibt.

Bringen Sie alle Käfige in den Experimentierraum und lassen Sie sie mindestens 30 Minuten stehen. Platzieren Sie das erste identische Objektpaar mit kleben matten oder doppelseitigem Klebeband nach dem vorher vorbereiteten Zeitplan an den vorgesehenen Stellen. Starten Sie den Rekorder und platzieren Sie die erste Ratte in der Arena in gleichem Abstand von jedem Objekt, das einer Wand oder einer Ecke zugewandt ist, die von keinem Objekt besetzt ist.

Für schwache Kodierung erlauben Sie der Ratte, die Arena und Objekte für 20 Minuten für einen einzigen Versuch zu erkunden. Für eine starke Kodierung können Sie die Ratte fünf Minuten lang mit drei Versuchen für dieselbe Ratte erkunden. Stoppen Sie den Rekorder.

Legen Sie die Ratte zurück in den Heimischekäfig, entfernen Sie die Gegenstände und wischen Sie die Arena nach jeder Aufnahme mit Ethanol ab. Bringen Sie alle Käfige in den Experimentierraum und lassen Sie genügend Zeit vor dem ersten Test, damit die Ratten mindestens 30 Minuten stehen bleiben können. Platzieren Sie die Objekte an den angegebenen Speicherorten.

Starten Sie den Rekorder und platzieren Sie die erste Ratte in der Arena vor einer Wand oder einer Ecke, die von keinem Objekt besetzt ist. Lassen Sie die Ratte die Arena und Objekte fünf Minuten lang erkunden. Legen Sie die Ratte zurück in den Heimkäfig.

Entfernen Sie die Objekte und wischen Sie sowohl die Objekte als auch die Arena gründlich mit 70% Ethanol ab. Wiederholen Sie die Aufnahme für jede Ratte und bringen Sie die Käfige dann zurück in den Haltungsraum. Bewerten Sie für jede Ratte die Explorationszeit für jedes Objekt sowohl in den Kodierungs- als auch in den Testversuchen.

Score-Encoding-Tests für die gesamte Dauer und zu den Test-Tests für zwei Minuten, für beste Diskriminierungsleistung. Berechnen Sie den Prozentsatz der Exploration für jedes Objekt oder den Diskriminierungsindex für jede Ratte und berechnen Sie Mittelwerte für die Gruppen. Verwenden Sie einen T-Test mit einer Probe, um eine signifikante Präferenz über dem Zufallsniveau zu erkennen.

Das starke Kodierungsprotokoll führte zu einer Präferenz für das Objekt an der neuartigen Stelle mit einer signifikant höheren mittleren prozentualen Exploration als die 50%-Chance in Tests mit verzögerungen von einer Stunde und 24 Stunden. Das schwache Kodierungsprotokoll führte zu einem signifikanten Anstieg der Präferenz für das Objekt an der neuen Stelle im Vergleich zum Zufallsniveau in Tests mit einer Verzögerung von einer Stunde, aber nicht mit einer Verzögerung von 24 Stunden. Ein wesentlicher Vorteil dieses Protokolls ist, dass es viermal in vier verschiedenen Kontexten mit derselben Kohorte von Ratten durchgeführt werden kann.

Die Ergebnisse einer möglichen Möglichkeit, Counter Balancing mit zwei experimentellen Gruppen von Ein-Stunden-Gedächtnis und 24-Stunden-Gedächtnis zu verwenden, werden hier demonstriert. Die beiden Gruppen wurden über die Kontexte eins und zwei ausgeglichen, was sich in zwei zusätzlichen Kontexten, drei und vier, wiederholte. Die Ergebnisse aus diesen vier Kontexten werden einzeln präsentiert, wobei das Gedächtnis für jede experimentelle Gruppe durch den Vergleich der Präferenz mit dem Zufallsniveau in jedem Kontext bewertet wurde.

Zwischen den vier Kontexten wurde kein signifikanter Unterschied festgestellt. Zur besseren Darstellung und innerhalb des Probandenvergleichs der Daten wurden die Ergebnisse aus zwei gegengewichteten Kontexten kombiniert und mit Hilfe des Probandenvergleichs, nämlich dem gepaarten T-Test, verglichen. Da diese Aufgabe auf Neugier beruht, ist handhabung und Gewöhnung entscheidend, damit das Tier während des Tests nicht überfordert oder verängstigt wird.

Weitere Manipulationen wie pharmakologische und optogenetische Interventionen können in diesem Protokoll implementiert werden, ebenso wie in vivo Bildgebung zur Untersuchung von Kurz- und Langzeitgedenktes und zur Verbesserung oder Beeinträchtigung dieser Erinnerungen.