Un T-laberinto automatizado basado en aparato y protocolo para el análisis de decisiones basado en el retraso y el esfuerzo en roedores en movimiento gratis

El laberinto en T tradicional se puede utilizar para probar la toma de decisiones basada en el retraso y el esfuerzo. En el trabajo actual, inventamos un aparato de laberinto en T con entrega automatizada de alimentos, gestión de puertas y registros de elección de brazos. Nuestro protocolo aquí puede ahorrar drásticamente tiempo y mano de obra a los investigadores mientras analizan la capacidad de toma de decisiones de los roedores.

Este protocolo puede ayudar a responder a las preguntas clave en los campos de la toma de decisiones, como ¿cuáles son los circuitos neuronales clave y las moléculas que subyacen al procedimiento de toma de decisiones, y cuáles son las causas neuropatológicas que subyacen a los déficits de toma de decisiones en las enfermedades psiquiátricas? Las implicaciones de este protocolo se extienden hacia el tratamiento de la enfermedad neuropsiquiátrica debido a que muchos pacientes presentan dificultades o déficit en la toma de decisiones. Habitúa a los ratones al laberinto durante 10 minutos al día y en total durante cinco días.

Mantén todas las puertas del laberinto abiertas durante la habituación. El primer día, esparce las bolitas de comida por todo el laberinto. Luego, coloque los ratones en la caja de inicio del laberinto T en grupos de cuatro y permita que los ratones exploren el laberinto durante 10 minutos.

En los días dos y tres, esparce los perdigones a lo largo de los dos brazos de la portería. Permita que los ratones exploren el laberinto durante 10 minutos. Finalmente, en los días cuatro y cinco de habituación, coloque los pellets solo muy cerca y en los dispensadores de alimentos en las dos cajas de portería.

Permita que los ratones exploren el laberinto durante 10 minutos. Para la fase de entrada del brazo forzado, comience por configurar los parámetros del software de control. Establece la duración en 900 segundos.

Establezca el tiempo de retardo de inicio predeterminado en tres segundos, el número de perdigones en uno para LRA y cuatro para HRA, y establezca el tiempo de retardo en cero segundos. Registre el ID de cada ratón individual en el software y la ubicación de la HRA para cada ratón individual, ya sea en el lado izquierdo o en el lado derecho. A continuación, entra en la ventana de la interfaz del experimento, coloca el ratón en el cuadro de inicio e inicia el entrenamiento pulsando el botón de inicio del mando a distancia.

Tenga en cuenta que durante cada prueba, solo se abrirán las puertas que conducen a un brazo, mientras que las puertas del brazo opuesto no estarán abiertas, y las puertas se abren o cierran automáticamente según la posición del animal. Aquí, el ratón fue obligado a entrar en el HRA del lado izquierdo en el primer ensayo y comer los cuatro gránulos y a entrar en el brazo del lado derecho en el segundo ensayo para comer el único pellet. Esta fase permite que el ratón aprenda la posición de HRA y LRA.

Para la fase de entrada de brazo libre, establezca los parámetros utilizando el mismo método que se utilizó en la fase de entrada forzada. Coloque el mouse en el cuadro de inicio, presione el botón de inicio, luego permita que el mouse elija libremente un brazo, ya sea HRA o LRA. Comience configurando el tiempo de retraso de la HRA en cinco segundos, 10 segundos y 15 segundos el día uno, el día dos y el día tres, respectivamente.

Establezca el número de fase. Configure todos los demás parámetros de la misma manera que la fase de entrada de brazo forzado. Permita que el ratón elija libremente un brazo, ya sea HRA o LRA.

En los dos ensayos que se muestran aquí, el ratón eligió el LRA en el primer ensayo y el HRA en el segundo ensayo. A continuación, para la prueba de toma de decisiones basada en el esfuerzo, introduzca la barrera en la HRA. Permita que los ratones elijan libremente un brazo, ya sea HRA o LRA.

Aquí, el ratón eligió escalar la barrera para obtener una recompensa mayor. Una vez finalizado el experimento, obtenga los datos y los resultados del software de control. Busque todos los datos experimentales en la carpeta de datos.

Finalmente, verifique los elementos en la carpeta de resultados, la duración, el número de prueba, el número de elección de HRA, el número de elección de LRA, el porcentaje de elección de HRA, el porcentaje de elección de LRA, la distancia total de movimiento y el tiempo total de unión debajo de cada ID de animal. Los resultados que se muestran aquí muestran las diferencias entre la capacidad de toma de decisiones basada en el retraso y el esfuerzo entre los ratones ablacionados habenulares mediales y sus compañeros de camada, ratones de control de tipo salvaje. Para la prueba de toma de decisiones basada en el retraso, el efecto principal del genotipo no fue significativo cuando el tiempo de retraso fue de cinco segundos. Sin embargo, cuando el tiempo de retardo se alargó a 10 segundos y 15 segundos, los ratones ablacionados habenulares mediales demostraron una reducción significativa en el porcentaje de visitas a la HRA en comparación con los ratones TC.

Por último, en la prueba de toma de decisiones basada en el esfuerzo, el porcentaje de visitas a la HRA disminuyó significativamente en los ratones ablacionados habenulares mediales cuando se colocó una barrera en la HRA, independientemente de la localización izquierda/derecha de la HRA. Al intentar este procedimiento, es importante recordar que la restricción de alimentos debe realizarse a lo largo de todos los procedimientos de entrenamiento para garantizar la motivación del roedor para realizar la tarea. Además, recuerde usar los gránulos de tamaño pequeño de 10 miligramos y usar gel de sílice en los dispensadores de alimentos para mantener el pellet seco.

Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como el registro de electrodos in vivo, las imágenes de fibra óptica, la manipulación optogenética y la microdiálisis para responder preguntas adicionales, por ejemplo, los cambios dinámicos de la excitabilidad de poblaciones celulares específicas durante el retraso y el descuento del esfuerzo y los cambios dinámicos de neuropéptidos, neurotransmisores y hormonas durante la toma de decisiones. En una palabra, la configuración actual y el protocolo que desarrollamos permiten a los investigadores analizar de manera eficiente la toma de decisiones de los roedores, con automatización completa, estandarización y capacidad de alto rendimiento. Creemos que nuestra invención puede ayudar a dilucidar el mecanismo que subyace a la toma de decisiones tanto para condiciones fisiológicas como patológicas.