Verwendung eines rekonfigurierbaren Labyrinthsystems zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit von räumlichen Navigationstests bei Nagetieren

Dieses Protokoll bietet eine flexible Labyrinth-Experimentierumgebung und ermöglicht es dem Experimentator, mehrere Labyrinthaufgaben in einem einzigen Raum auszuführen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die gewünschte Labyrinthform durch die Kombination standardisierter Teile sofort konfiguriert werden kann. Darüber hinaus kann dieses System leicht zerlegt und reproduziert werden, um diese Methode zur Untersuchung von Verhaltens- und physiologischen Mechanismen der Navigation zu untersuchen.

Es ist auch nützlich, in einem Testkörper nach Verhaltensauffälligkeiten bei transgenen und Knockout-Tieren zu suchen. Setzen Sie zunächst Türme mit Grundplatten in das Stanzbrett ein, um ein T-förmiges Gerüst des Labyrinths zu bilden. Befestigen Sie Wege am oberen Teil der Türme und ersetzen Sie den Weg im verzögerten Bereich durch ein Laufband.

Befestigen Sie Futtertröge an jedem Rand des Labyrinths und befestigen Sie dann bewegliche Wände am linken und rechten Ast. Für die Ausführung der Aufgabe starten und verbinden Sie die Steuerbox, den Mikrocontroller und den PC. Schreiben Sie ein Programm, um den Aufgabenplan einzurichten und die für das Experiment erforderlichen Parameter auf dem Mikrocontroller zu erhalten, und führen Sie dann eine Aufgabe aus. Konstruieren Sie die gewünschte Labyrinthform, entfernen Sie die Ratten aus den heimischen Käfigen und platzieren Sie sie in der beliebigen Position des Labyrinths.

Lassen Sie die Ratten 10 Minuten lang das konstruierte Labyrinth frei erkunden, um sich daran zu gewöhnen. Richten Sie ein Programm ein, um die verzögerte Wechselaufgabe mit dem Laufband auszuführen, und ändern Sie bei Bedarf die Form des Labyrinths. Platzieren Sie die Ratten an einer beliebigen Position im Labyrinth und führen Sie das Training oder den Test der verzögerten Wechselaufgabe durch.

Bringen Sie die Ratten nach jeder Aufgabe in den heimischen Käfig zurück und wischen Sie das Labyrinth nach jeder Ratte gründlich mit 70% Ethanol ab. Warten Sie mindestens 5 Minuten, bevor Sie das Labyrinth erneut verwenden. Zeichnen Sie für die Flugbahn des Tieres das Verhalten des Tieres während der verzögerten Wechselaufgabe mit einer an der Decke montierten digitalen Videokamera auf.

Verfolgen Sie schließlich die Laufbahnen mit einer markerlosen Posenschätzungssoftware, die auf Bildern basiert, die mit 50 Bildern pro Sekunde aufgenommen wurden. Die Bilder des rekonfigurierbaren Labyrinthtests für Ratten sind in dieser Abbildung dargestellt. Die Pfadteile wurden in einer einzigen Umgebung in mehrere Formen umkonfiguriert.

Die hier gezeigten Bilder stellen den rekonfigurierbaren Labyrinthtest für Mäuse dar. Diese Labyrinthe wurden mit Futtertrögen und beweglichen Wänden an jedem Ort platziert. Die Labyrinthform ändert sich allmählich während der Zug- und Testphasen der verzögerten Wechselaufgabe.

Die Art des in der Aufgabe verwendeten Feeders wird durch ein farbiges Kästchen angezeigt. Die Laufbahnen einer repräsentativen Ratte sind hier dargestellt. Diese grafischen Bilder stellen die Verhaltensleistung der Ratten für 4 Tage dar, vom Beginn des Trainings bis zum Ende des Tests.

Hier werden die Erledigungszeiten für jede Trainingsphase und den ersten Tag der Testphase angezeigt. Die Prozentsätze der richtigen Auswahlantworten im verzögerten Wechseltest sind in dieser Abbildung dargestellt. Die gestrichelten Linien zeigen die Chancenstufen an.

Die rekonfigurierbare Labyrinthmontagezeit ist in dieser Abbildung dargestellt. Die lineare Strecke wurde in ein T-förmiges Labyrinth umgewandelt, wobei Wege, Zubringer und ein Laufband hinzugefügt wurden. Fünf Experimentatoren führten jeweils drei Versuche durch, und alle Versuche wurden am selben Tag durchgeführt.

Es ist wichtig, die Labyrinthteile mit Löchern richtig auf dem Boden zu platzieren. Durch die Verwendung der Grundplatte zur Bestimmung des Layouts kann das Labyrinthexperiment mit hoher Reproduzierbarkeit durchgeführt werden.