Name: Verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte Virtual Reality bei Mäusen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 27 s
Description: Erfahren Sie ein Verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte Mäuse in Virtual Reality mit linearer Streckenführung und Y-Maze-Aufgaben. Diese Methode ermöglicht präzise Untersuchungen komplexer Entscheidungsprozesse.

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<ol><li>Guo, Z. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Procedures+for+behavioral+experiments+in+head-fixed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Procedures for behavioral experiments in head-fixed mice.</a> PLoS One. 9 (2), e88678(2014).</li>
<li>Yang, Y., Kim, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Headpost+surgery+for+in+vivo+electrophysiological+recording+in+the+mouse+inferior+colliculus+during+locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Headpost surgery for in vivo electrophysiological recording in the mouse inferior colliculus during locomotion.</a> Bio Protoc. 10 (23), e3840(2020).</li>
<li>Fuhrmann, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Locomotion%2C+Theta+oscillations%2C+and+the+speed-correlated+firing+of+hippocampal+neurons+are+controlled+by+a+medial+septal+glutamatergic+circuit%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Locomotion, Theta oscillations, and the speed-correlated firing of hippocampal neurons are controlled by a medial septal glutamatergic circuit.</a> Neuron. 86 (5), 1253-1264 (2015).</li>
<li>Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+imaging+of+hippocampal+place+cells+at+cellular+resolution+during+virtual+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation.</a> Nat Neurosci. 13 (11), 1433-1440 (2010).</li>
<li>Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+large-scale+neural+activity+with+cellular+resolution+in+awake%2C+mobile+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice.</a> Neuron. 56 (1), 43-57 (2007).</li>
<li>Leinweber, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+calcium+imaging+in+mice+navigating+a+virtual+reality+environment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Two-photon calcium imaging in mice navigating a virtual reality environment.</a> J Vis Exp. (84), e50885(2014).</li>
<li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+evoked+fMRI+paradigms+in+awake+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Sensory evoked fMRI paradigms in awake mice.</a> Neuroimage. 204, 116242(2020).</li>
<li>Burgess, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-yield+methods+for+accurate+two-alternative+visual+psychophysics+in+head-fixed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">High-yield methods for accurate two-alternative visual psychophysics in head-fixed mice.</a> Cell Rep. 20 (10), 2513-2524 (2017).</li>
<li>Giovannucci, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+gesture+tracking+in+head-fixed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated gesture tracking in head-fixed mice.</a> J Neurosci Methods. 300, 184-195 (2018).</li>
<li>Aghajan, Z. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+spatial+selectivity+and+intact+phase+precession+in+two-dimensional+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Impaired spatial selectivity and intact phase precession in two-dimensional virtual reality.</a> Nat Neurosci. 18 (1), 121-128 (2015).</li>
<li>Cushman, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisensory+control+of+multimodal+behavior%3A+do+the+legs+know+what+the+tongue+is+doing%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Multisensory control of multimodal behavior: do the legs know what the tongue is doing.</a> PLoS One. 8 (11), e80465(2013).</li>
<li>Thurley, K., Ayaz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+reality+systems+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Zool%22%5BJournal%5D)">Virtual reality systems for rodents.</a> Curr Zool. 63 (1), 109-119 (2017).</li>
<li>Forro, T., Klausberger, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+behavior-related+activity+of+distinct+hippocampal+interneuron+types+during+odor-associated+spatial+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Differential behavior-related activity of distinct hippocampal interneuron types during odor-associated spatial navigation.</a> Neuron. 111 (15), 2399-2413.e5 (2023).</li>
<li>Cho, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+astrocytes+modulate+anxiety-like+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Hippocampal astrocytes modulate anxiety-like behavior.</a> Nat Commun. 13 (1), 6536(2022).</li>
<li>Lee, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+visualization+of+mRNA+synthesis+during+memory+formation+in+live+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Real-time visualization of mRNA synthesis during memory formation in live mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 119 (27), e2117076119(2022).</li>
<li>Leinonen, H., Tanila, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+in+laboratory+rodents-Tools+to+measure+it+and+implications+for+behavioral+research%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Vision in laboratory rodents-Tools to measure it and implications for behavioral research.</a> Behav Brain Res. 352, 172-182 (2018).</li>
<li>Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+rats+and+mice+in+a+swimming+pool+place+task+and+matching+to+place+task%3A+some+surprising+differences%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">A comparison of rats and mice in a swimming pool place task and matching to place task: some surprising differences.</a> Physiol Behav. 58 (4), 687-693 (1995).</li>
<li>Pinto, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+accumulation-of-evidence+task+using+visual+pulses+for+mice+navigating+in+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">An accumulation-of-evidence task using visual pulses for mice navigating in virtual reality.</a> Front Behav Neurosci. 12, 36(2018).</li>
<li>Tirado-Muniz, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+cage+mate-induced+postsurgical+trauma+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Assoc+Lab+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Evaluation of cage mate-induced postsurgical trauma in mice.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 62 (2), 170-178 (2023).</li>
<li>Barkus, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refinements+to+rodent+head+fixation+and+fluid%2Ffood+control+for+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Refinements to rodent head fixation and fluid/food control for neuroscience.</a> J Neurosci Methods. 381, 109705(2022).</li>
<li>Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+dynamics+of+hippocampal+place+cells+during+virtual+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation.</a> Nature. 461 (7266), 941-946 (2009).</li>
<li>Peirson, S. N., Brown, L. A., Pothecary, C. A., Benson, L. A., Fisk, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+and+the+laboratory+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Light and the laboratory mouse.</a> J Neurosci Methods. 300, 26-36 (2018).</li>
<li>Wenk, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+spatial+memory+using+the+T+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Assessment of spatial memory using the T maze.</a> Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, Unit 8 5B(2001).</li>
<li>d'Isa, R., Comi, G., Leocani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apparatus+design+and+behavioural+testing+protocol+for+the+evaluation+of+spatial+working+memory+in+mice+through+the+spontaneous+alternation+T-maze%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Apparatus design and behavioural testing protocol for the evaluation of spatial working memory in mice through the spontaneous alternation T-maze.</a> Sci Rep. 11 (1), 21177(2021).</li>
<li>Viney, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spread+of+pathological+human+Tau+from+neurons+to+oligodendrocytes+and+loss+of+high-firing+pyramidal+neurons+in+aging+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Spread of pathological human Tau from neurons to oligodendrocytes and loss of high-firing pyramidal neurons in aging mice.</a> Cell Rep. 41 (7), 111646(2022).</li>
<li>Krumin, M., Lee, J. J., Harris, K. D., Carandini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decision+and+navigation+in+mouse+parietal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Decision and navigation in mouse parietal cortex.</a> Elife. 7, e42583(2018).</li>
<li>Zhao, X., Hsu, C. L., Spruston, N. Rapid synaptic plasticity contributes to a learned conjunctive code of position and choice-related information in the hippocampus. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhao%2C+X+%22Neuron%22">Neuron</a>. 110 (1), 96-108.e4 (2022).</li>
<li>Harvey, C. D., Coen, P., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice-specific+sequences+in+parietal+cortex+during+a+virtual-navigation+decision+task%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task.</a> Nature. 484 (7392), 62-68 (2012).</li>
<li>Pettit, N. L., Yap, E. L., Greenberg, M. E., Harvey, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fos+ensembles+encode+and+shape+stable+spatial+maps+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fos ensembles encode and shape stable spatial maps in the hippocampus.</a> Nature. 609 (7926), 327-334 (2022).</li>
<li>Pinke, D., Issa, J. B., Dara, G. A., Dobos, G., Dombeck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full+field-of-view+virtual+reality+goggles+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Full field-of-view virtual reality goggles for mice.</a> Neuron. 111 (24), 3941-3952.e6 (2023).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>2,4 mm Schrauben (00-96 x 3/32)</td><td>Protech International</td><td>8L0X3905202F</td><td>für zusätzliche Kopfbügelstabilität</td></tr><tr><td>Bupivocain</td><td>Hospira</td><td>NDC:0409-1162-19</td><td>Lokalanästhetikum</td></tr><tr><td>Buprenorphin</td><td>Wedgewood Pharmaceuticals</td><td>Artikelnummer: BUPREN-INJ010VC</td><td>Analgesie</td></tr><tr><td>Buzzer</td><td>Wahl&nbsp;</td><td>1565q</td><td>Für die Rasur von Bohr</td></tr>- <tr><td>und Mikroinjektionsrobotern</td><td>Neurostar</td><td>17129-IDA</td><td>Stereotaxis&nbsp;</td></tr><tr><td>GLUture</td><td>Zoetis</td><td>32046</td><td>Chirurgisches selbstklebendes</td></tr><tr><td>Kopf-Stangen-Implantat</td><td>Luigs-Neumann</td><td>130060</td><td>Mauskopf-Implantat-Heizkissen</td></tr><tr><td>(Lectro-Kennel)</td><td>K& H Herstellung</td><td>100212933</td><td>postoperativen</td></tr><tr><td>Hämostaten</td><td>World Precision Instruments</td><td>501291</td><td>chirurgisches Werkzeug</td></tr><tr><td>Wasserstoffperoxid</td><td>Schwimmer</td><td>L0003648FB</td><td>Reinigungsmittel</td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Dechra</td><td>B230008</td><td>chirurgische Inhalationsanästhesie</td></tr><tr><td>Isofluran/O2 Verabreichungsgerät w Nasenkammaufsätze</td><td>Eagle Eye Anesthesia Inc.</td><td>Modell 50 Anästhesie-Chirurgiegerät</td><td></td></tr><tr><td>Metabond</td><td></td><td>Parkell CB-S380</td><td>Selbstklebende</td></tr><tr><td>Zement-Mikroschere</td><td>Feinwissenschaftliche Werkzeuge</td><td>15000-08</td><td>Chirurgisches Werkzeug</td></tr><tr><td>Sauerstoff</td><td>Praxair</td><td>UN1072</td><td>Chirurgischer Sauerstoff</td></tr><tr><td>Povidon-Jod-Tupfer</td><td>Dynarex</td><td>g172095-05</td><td>Chirurgisches Werkzeug</td></tr><tr><td>Kochsalzlösung</td><td>Hospira</td><td>NDC:0409-1966-02</td><td>Hydratationsmittel</td></tr><tr><td>Steriler Applikator mit Wattespitze (Wattestäbchen)</td><td>Puritan</td><td>25-806 2WC</td><td>Chirurgisches Werkzeug</td></tr><tr><td>Saccharose</td><td>Fisher Chemical</td><td>CAS 57-50-1</td><td>Primärer Verstärker/Motivator/Belohnungspinzette</td></tr><tr><td></td><td>World Precision Instruments</td><td>504505</td><td>Chirurgisches Werkzeug</td></tr><tr><td>Virtual-Reality-System</td><td>PhenoSys</td><td>JetBall-TFT</td><td>Der JetBall, ein luftgepolstertes sphärisches Laufband, ermöglicht es einem Tier, mühelos in einer virtuellen Welt zu navigieren, die auf 6 umgebende Monitore projiziert wird.</td></tr><tr><td>Weißes Vaseline Gleitmittel Augensalbe Salbe&nbsp;</td><td>AACE Pharmaceuticals</td><td>NDC: 71406-124-35</td><td>Augenschmiermittel</td></tr></tbody></table>

verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte virtual reality bei mäusen

Behavioral Training Procedures for Head-fixed Virtual Reality in Mice

Diese Pilotstudie zielte darauf ab, Methoden für das effiziente Training von Mäusen in zwei unterschiedlichen Aufgaben zu skizzieren: einem einfachen Korridor und einer komplexen Entscheidungsaufgabe (der Y-Labyrinth-Aufgabe zur visuellen Unterscheidung). Diese Daten dienten als Grundlage für die Etablierung zeitlicher Richtlinien für das Verhaltenstraining in VR.
Die Verfahrensschritte beginnen mit der Skizzierung der chirurgischen Implantation der Kopfstange in Abbildung 1. Dieses Implantat dient dazu, den Schädel der Maus bei der Verhaltensbeurteilung zu stabilisieren und so die Präzision der neuronalen Aufzeichnungen zu erhöhen, insbesondere in Verbindung mit Elektrophysiologie oder bildgebenden Verfahren.
Abbildung 2 und Abbildung 3 veranschaulichen die Hardwarekomponenten und den Aufbau des experimentellen Systems. Abbildung 2 zeigt das Wasserversorgungssystem, das eine Petrischalen-Fontänenmethode verwendete. Dazu wurde eine 60 mm x 15 mm große Petrischale mit der konkaven Seite nach unten auf dem Käfigboden befestigt, eine kleinere 35 mm x 10 mm große Petrischale mit der konkaven Seite nach unten in der Mitte der größeren Schale befestigt und eine weitere 60 mm x 15 mm Petrischale mit der konkaven Seite nach oben auf die kleinere Schale gelegt, um als Wasserreservoir zu dienen. Die Höhe der oberen Schale wurde sorgfältig angepasst, um eine Kontamination durch Einstreumaterial zu verhindern und gleichzeitig sicherzustellen, dass Mäuse leichten Zugang zu Wasser hatten.
In Abbildung 3 sind die Richtlinien für die Positionierung der Systemhardware und der Maus dargestellt. Abbildung 3A zeigt das VR-Setup, das aus einem Array mit sechs Bildschirmen und einem kugelförmigen Laufband bestand, das in der Mitte positioniert war. Abbildung 3B zeigt die optimale Platzierung der Maus auf dem Laufband, wobei der Kopf in einer natürlichen Position ausgerichtet ist und alle vier Pfoten Kontakt zur Oberfläche haben. Abbildung 3C vergleicht die korrekte und falsche Platzierung der Maus relativ zur Kopfleiste und betont, dass die mittlere Sagittalebene der Maus zentriert und nicht mit der Kopfleiste selbst ausgerichtet sein sollte.
Abbildung 4 zeigt die Belohnungsakquisitionskurven in einem Liniendiagramm, das die erwarteten Lernzeiträume für 1 m, 2 m und 3 m schmale Korridore in VR auf der Grundlage vordefinierter Parameter für die Progression veranschaulicht. Es zeigt die durchschnittlichen Geschwindigkeiten von Mäusen über die jeweiligen Spurlängen und zeigt eine allmähliche Zunahme der Geschwindigkeit als Beweis für das Lernen und die Verbesserung der Aufgabe entsprechend der zunehmenden Schwierigkeit. Es wird auch ein Balkendiagramm gezeigt, das die durchschnittliche Anzahl der Tage veranschaulicht, die Mäuse benötigen, um das Kriterium für die linearen Spuren zu erreichen, sowie ein Balkendiagramm, das die mittleren Geschwindigkeiten für jede Spurlänge anzeigt. Im Anschluss daran werden auch die fortschreitenden Stufen der linearen Gleisaufgabe veranschaulicht, die von den Mäusen gelernt wurden. Diese Aufgaben wurden entwickelt, um in der akademischen Literatur etablierte Methoden zu replizieren und gleichzeitig eine für Mäuse machbare Lernkurve zu gewährleisten und ihren Aufstieg durch die Stufen zu erleichtern.
Abbildung 5 schließlich enthält Daten zur Y-Maze-Aufgabe. Die Abbildung verdeutlicht den progressiven Charakter der Aufgabe, beginnend mit einer einfachen Unterscheidung zwischen massiven schwarzen und weißen Armen. Diese Anfangsphase dient als grundlegender Schritt, um die Fähigkeit der Mäuse zu etablieren, zwischen kontrastierenden visuellen Reizen zu unterscheiden. Die nachfolgenden Stufen der Aufgabe führen zu einer zunehmenden Komplexität, indem zusätzliche Prozentsätze der Kontrastfarbe in jeden Arm eingebaut werden, wodurch die Unterscheidungsfähigkeit der Mäuse weiter herausgefordert wird. Die allmähliche Steigerung der Aufgabenschwierigkeit wird durch den Übergang von einfarbigen schwarz-weißen Armen zu Armen veranschaulicht, die zu 90 % aus einer Farbe und zu 10 % aus der anderen Farbe bestehen. Bemerkenswert ist, dass die in Abbildung 5 dargestellten Daten darauf hindeuten, dass sich die Unterscheidungsgenauigkeit zwar mit jedem Fortschreiten verbessert, einige Mäuse jedoch durchweg eine Schwelle der visuellen Unterscheidungsfähigkeit aufweisen, die ein Maximum von 80 %/20 % weiß/schwarzer Unterscheidung erreicht. Diese Beobachtung unterstreicht die Einschränkungen der visuellen Unterscheidungsfähigkeit der Mäuse im Rahmen der Y-Maze-Aufgabe und liefert wertvolle Einblicke in die Machbarkeit der Aufgabe und die kognitiven Fähigkeiten der Probanden. Anschließend werden die progressiven Stufen der Y-Labyrinth-Gleisaufgabe detailliert beschrieben, die so konzipiert wurden, dass sie sich an etablierten Methoden in der Literatur orientieren. Diese Stadien sorgten für eine praktikable Lernkurve für die Mäuse und unterstützten ihren allmählichen Aufstieg durch die Stufen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67312/67312fig01.jpg"> 
Abbildung 1: Chirurgische Anweisungen für die Kopfstangenimplantation. (A) Die Inzisionsstelle ist am Schädel der Maus markiert. (B) Die Schrauben sollten 1 mm links von der interfrontalen Naht etwas unterhalb des Bregmas und 3 mm rechts von der interfrontalen Naht etwas oberhalb von Lambda implantiert werden. (C) Die Kopfstange sollte entlang der interfrontalen Naht platziert werden. (D) Tragen Sie Zahnzement auf das Kopfstangenimplantat auf. (E) Tatsächliche Visualisierung der Kopfstange nach dem Auftragen von Zahnzement. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67312/67312fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67312/67312fig02.jpg"> 
Abbildung 2: Wasserversorgungssystem mit einer Petrischalen-Fontäne. Eine 60 mm x 15 mm große Petrischale wurde mit der konkaven Seite nach unten auf dem Käfigboden befestigt. Eine kleinere Petrischale von 35 mm x 10 mm wurde auf der größeren Schale zentriert, während eine weitere 60 mm x 15 mm große Petrischale mit der konkaven Seite nach oben auf die Oberseite gestellt wurde, um als Reservoir zu dienen. Dieser Aufbau stellte sicher, dass das Wasser nicht durch Einstreu verunreinigt und für die Mäuse zugänglich blieb. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67312/67312fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67312/67312fig03.jpg"> 
Abbildung 3: Richtlinien für die Systemhardware und die Positionierung der Maus. (A) Hier wird das verwendete VR-Setup angezeigt. Es wurde ein Setup mit sechs Bildschirmen verwendet, wobei das kugelförmige Laufband in der Mitte platziert war. (B) Seitenansicht der optimalen Mausplatzierung auf dem kugelförmigen Laufband. Der Mauskopf befindet sich in einer natürlichen Position, während sich alle vier Pfoten auf dem kugelförmigen Laufband befinden. (C) Draufsicht auf die richtige und falsche Platzierung der Maus in Bezug auf die Kopfleiste. Für eine korrekte Platzierung sollte die mittlere Sagittalebene der Maus zentriert sein und nicht die Kopfleiste selbst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67312/67312fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67312/67312fig04.jpg"> 
Abbildung 4: Lineare Track-Daten. (A) Die dargestellten Daten zeigen die täglichen Belohnungen, die innerhalb eines 30-minütigen Testzeitraums gesammelt wurden. Mäuse entwickelten sich zu längeren Streckenlängen, sobald sie an 2 aufeinanderfolgenden Tagen durchschnittlich 2 Belohnungen pro Minute erreichten, was insgesamt 60 Belohnungen (Schwellenwert) ergibt. (B) Als die Mäuse die Beherrschung der Aufgabe erlangten, nahmen ihre Geschwindigkeiten allmählich zu, was auf die Wirksamkeit der Belohnungsverstärkung hinweist. Das Diagramm zeigt die durchschnittliche tägliche Geschwindigkeit jeder Maus auf der Strecke in cm/s und zeigt einen linearen Verlauf des erlernten Verhaltens. (C) Dieses Balkendiagramm zeigt die Dauer, die jede Maus benötigt, um Kenntnisse für einzelne Spurlängen zu erwerben, wobei die jeweiligen Mittelwerte und der Standardfehler für jede Spurlänge dargestellt werden. (D) Dieses Balkendiagramm zeigt den Mittelwert und den Standardfehler der durchschnittlichen Tagesgeschwindigkeiten, die von jeder Maus über verschiedene Streckenlängen erreicht werden. Der nahezu lineare Verlauf deutet auf eine erlernte Steigerung der Laufgeschwindigkeit hin. (E) Dies veranschaulicht den Fortschritt der Aufgabe auf der linearen Strecke, die 2 aufeinanderfolgende Testtage mit 60 Belohnungen erfordert, bevor sie zu einer längeren Version des Labyrinths aufsteigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67312/67312fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67312/67312fig05v2.jpg"> 
Abbildung 5: Y-Maze-Daten. (A) Dies zeigt die Verteilung der Belohnungen, die in verschiedenen Stadien des Y-Labyrinth-Fortschritts erworben wurden. Diese Analyse konzentrierte sich ausschließlich auf eine Untergruppe von vier Mäusen, die alle Phasen des linearen Tracks absolvierten, wodurch eine ausgewogene Repräsentation von männlichen und weiblichen Teilnehmern gewährleistet wurde. (B) Diese visuelle Darstellung veranschaulicht die Stadien der Y-Maze-Aufgabe, in denen Mäuse Fortschritte machen, wenn sie an zwei aufeinanderfolgenden Tagen 70% richtige Entscheidungen treffen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67312/67312fig05largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte Virtual Reality bei Mäusen

Virtual reality (VR) combined with head-fixation is increasingly being utilized in behavioral neuroscience studies as it allows complex behavioral assays ...

behavioral-training-procedures-for-head-fixed-virtual-reality-in-mice

Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

Dieses Video zeigt eine Kopfpost-Implantationsoperation im Mausmodell. Die Kopfstütze dient nicht nur dazu, den Kopf zu fixieren und damit die Maus während des Experimentierens festzuhalten, sondern auch um eine Kopfvorrichtung bei frei beweglichen Tieren sicher zu befestigen.

Implantation von Maus-Kopfpfosten: Eine Methode zur Kopffixierung bei Nagetieren

Hier beschreiben wir die in Zwei-Photonen-Bildgebung von Maus Cortex während Verhalten in einer Umgebung der virtuellen Realität beteiligt experimentellen Verfahren.

Zwei-Photonen-Calcium Imaging in Mäuse Navigieren in einer Virtual-Reality-Umgebung

Diese Methode erstellt eine greifbare, vertraute Umgebung für die Maus zu navigieren und zu erkunden während der mikroskopischen Abbildung oder Einzelzellelektrophysiologischen Ableitungen, die feste Fixierung des Kopfes des Tieres verlangen.

Flach platt Klima angehoben Plattform: Eine neue Methode zur Kombination von Verhalten mit Mikroskopie oder Elektrophysiologie auf Awake frei bewegen Nagetiere

Traditionelle Kopffixationstechniken haben metallische Rahmen, die am Schädel befestigt sind, als Schnittstelle für Kopffixationsgeräte verwendet. Dieses Protokoll demonstriert eine rahmenlose, auf Acrylharz basierende Kopffixierungstechnik für Verhaltensaufgaben bei Nagetieren.

Acrylharz-Form Based Leiter Fixationstechnik in Nagetiere

Das hier vorgestellte Präparat zur Konditionierung von Schnurrhaaren bei Mäusen mit festem Kopf stimuliert präzise spezifische Schnurrhaare und ermöglicht es Mäusen, auf einem zylindrischen Laufband zu gehen. Eine Whisker-Stimulation, ein konditionierter Stimulus (CS) gepaart mit einem periorbitalen Schock, einem unkonditionierten Stimulus (US), führt zu einem zuverlässigen assoziativen Lernen auf diesem Gerät.

Whisker-signalisierte Eyeblink Klassische Konditionierung in Head-Fest Mäuse

Die vorgestellte Protokoll erzeugt einen anhaltenden sensorischen Konflikt für Experimente zur langfristigen lernen zu studieren. Durch das dauerhaft eine feste Vorrichtung tragen auf dem Kopf, sind Mäuse ständig eine sensorische Missverhältnis zwischen visuellen und vestibulären Eingaben während der Fahrt frei im Hause Käfige ausgesetzt.

Langfristige sensorischen Konflikt in Mäusen frei Verhalten

Dieses Protokoll beschreibt die Quantifizierung volumetrischer zerebraler hämodynamischer Variationen im Mausgehirn mittels funktionellem Ultraschall (fUS). Verfahren für eine funktionelle 3D-Aktivierungskarte nach sensorischer Stimulation sowie funktionelle Konnektivität im Ruhezustand werden als illustrative Beispiele bei anästhesierten und wachen Mäusen bereitgestellt.

3D-Aktivierung des gesamten Gehirns und funktionelle Konnektivitätskartierung bei Mäusen mit transkranieller funktioneller Ultraschallbildgebung

Wir haben eine einzige Plattform entwickelt, um das Verhalten von Tieren während zweier kletterfaserabhängiger assoziativer Lernaufgaben zu verfolgen. Das kostengünstige Design ermöglicht die Integration mit optogenetischen oder bildgebenden Experimenten, die auf das Klettern der faserassoziierten Kleinhirnaktivität gerichtet sind.

Eine flexible Plattform zur Überwachung des kleinhirnabhängigen sensorischen assoziativen Lernens

Hier stellen wir ein vereinfachtes Open-Source-Hardware- und Software-Setup zur Untersuchung des räumlichen Lernens von Mäusen mit Hilfe von Virtual Reality (VR) vor. Dieses System zeigt einer kopfgebundenen Maus, die auf einem Rad läuft, eine virtuelle lineare Spur an, indem es ein Netzwerk von Mikrocontrollern und einen Einplatinencomputer verwendet, auf dem ein einfach zu bedienendes grafisches Python-Softwarepaket ausgeführt wird.

Ein Open-Source-Virtual-Reality-System zur Messung des räumlichen Lernens bei kopfgebundenen Mäusen

Das Protokoll beschreibt, wie die optomotorische Reaktion bei 13-zeiligen Zieseln gemessen werden kann, einer zapfendominanten Spezies mit Netzhautmerkmalen, die der menschlichen Makula ähneln. Das Plattformdesign verbessert die Handhabung und reduziert Angstzustände, wodurch die Fähigkeit des Tieres, auf der erhöhten Plattform zu bleiben, verbessert wird, was eine nicht-invasive Beurteilung von Veränderungen der Sehfunktion ermöglicht.

Nicht-aversive Tierfixierung ermöglicht die Erfassung des optomotorischen Reflexes bei Erdhörnchen

Erfahren Sie ein Verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte Mäuse in Virtual Reality mit linearer Streckenführung und Y-Maze-Aufgaben. Diese Methode ermöglicht präzise Untersuchungen komplexer Entscheidungsprozesse.

Verhaltenstrainingsverfahren für kopffixierte Virtual Reality bei Mäusen

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