La tarea de comportamiento de elección de tres cámaras utilizando el pez cebra como sistema modelo

Demostramos que una tarea de elección de tres cámaras desarrollada para roedores se puede adaptar para evaluar la adquisición y reversión del aprendizaje de la discriminación visual en el pez cebra. Nuestra cámara conductual está diseñada para evaluar el rendimiento cognitivo. Una vez adquirido, el pez cebra recuerda la tarea ocho semanas después, por lo que es adecuado para estudios con mutantes de pez cebra y / o después de la exposición a medicamentos.

Cassie Rowe, una estudiante formal de doctorado del Laboratorio Connaughton. Para preparar una cámara de prueba de elección de tres cámaras, fije un canal de aluminio en forma de U a las paredes de vidrio interiores de un acuario de 40 litros de 50 por 30 por 30 centímetros cúbicos para separar el acuario en tres cámaras con la cámara central que mide 10 por 30 por 30 centímetros centrales cúbicos. Luego coloque divisores opacos de 10 centímetros de altura construidos con láminas de PVC gris en ambos lados de los canales de aluminio.

Para cada tarea de discriminación, use cinta adhesiva de gancho y lazo para colocar piezas individuales de fieltro beige, negro o blanco en la parte posterior exterior, el lado y la parte inferior de las cámaras de elección. Como recompensa, coloque cuatro peces cebra adultos que de otro modo no se utilizarán en el estudio en un pequeño tanque transparente en la esquina posterior de cada cámara de elección para crear un grupo de conespecíficos. Para la aclimatación grupal para cada uno de los tres días, conecte el fondo beige al exterior de ambos compartimentos de elección y sumerja un tanque de cardumen vivo en cada uno de los compartimentos, luego agregue de cinco a seis peces cebra a la cámara de inicio central con ambas puertas correderas abiertas y permita que los peces deambulen libremente durante 30 minutos.

El pez cebra experimental debe poder interactuar y socializar con el pez banco a través del tanque como recompensa después de cruzar a cualquiera de los compartimentos de elección durante la aclamación. Se considera que un pez ha entrado en una de las cámaras laterales cuando todo su cuerpo entra en la cámara. Para la aclimatación individual, después de configurar la cámara de la misma manera, coloque un pez cebra individual en la cámara de inicio central con las puertas correderas cerradas.

Después de dos minutos, abra ambas puertas simultáneamente y asegúrese de que el primero nade desde la cámara central a través de cualquiera de las puertas un total de 10 veces en 30 minutos. Recompense al pez cada vez que entre en una de las cámaras laterales. Después de completar la aclimatación, coloque una pieza de fieltro blanco en el exterior de un compartimento de elección y una pieza de fieltro negro en el exterior del otro compartimento de elección y coloque una recompensa de banco solo en uno de los compartimentos de elección.

Esto se convierte en el lado recompensado. Para comenzar la adquisición, coloque un solo pez experimental en la cámara de inicio con los compartimentos de elección cerrados. Después de una aclimatación de dos minutos, abra simultáneamente ambas puertas e inicie un cronómetro para evaluar la latencia de elección.

Para denotar la respuesta de elección, cuando el pez haga una elección ingresando a uno de los compartimentos laterales, detenga el temporizador. Si el pez selecciona correctamente el lado preferido, cierre inmediatamente la puerta entre la cámara central en ese lado para restringir al pez al lado preferido durante un minuto para permitir que el primero sea recompensado al interactuar con el tanque de cardúmenes. Puntúe esta prueba como C para corregir.

Si el pez nada a través de la puerta incorrecta, use una red para transferir suavemente el pez de regreso a la cámara central, cierre ambas puertas y anote la prueba como I por incorrecto. Si el pez no toma una decisión dentro de los dos minutos posteriores a la apertura de las puertas, mueva el pez al lado correcto durante un minuto y anote la prueba como M para marcado. Una vez que el pez haya sido devuelto a la cámara central, espere un minuto antes de realizar la tarea nuevamente.

Después de que cada pez haya completado ocho ensayos de adquisición, clasifique a los peces que han seleccionado con éxito el lado correcto del tanque al menos seis de ocho veces más alto rendimiento y los peces que no cumplen con este criterio como de bajo rendimiento. Una vez identificado, alberge los peces de alto y bajo rendimiento por separado. Cuando los peces hayan demostrado la capacidad de resolver una tarea de discriminación simple, conecte el fieltro blanco y negro a los mismos lados de las cámaras de elección que para la tarea de adquisición y sumerja el tanque de cardúmenes en la esquina posterior del lado opuesto al de la cámara de elección previamente recompensada.

Pruebe el pez individualmente como se demuestra. A medida que el lado recompensado se invierte en comparación con la tarea de adquisición, la tarea de inversión evalúa si el pez puede aprender dónde se encuentra la recompensa independientemente del color del fondo. Cuando se hayan completado un total de ocho ensayos durante los tres días de tratamiento consecutivos, informe los resultados de los experimentos como promedios grupales para cada bloque de dos ensayos en cada uno de los tres días de reversión, manteniendo separados los datos de los peces de alto y bajo rendimiento para determinar si los dos grupos muestran el mismo nivel de rendimiento durante la reversión que durante la adquisición.

Después de tres días de entrenamiento, los animales de experimentación acondicionados utilizando una recompensa basada en cardúmenes tardan un promedio de 125 segundos en alcanzar su primera decisión y un promedio de 725 segundos en completar toda la tarea de aclimatación individual. No se observa ninguna preferencia lateral significativa durante la aclimatación y el número de peces excluidos es mínimo en comparación con otros tipos de recompensa previamente probados. Durante la fase de adquisición, el número de animales de alto rendimiento aumenta diariamente con más peces de alto rendimiento observados en el tercer día de adquisición en comparación con el primer día.

La latencia de elección inicial para todos los peces disminuye a lo largo de los tres días de adquisición, lo que indica un rendimiento mejorado con cada día de adquisición. La misma tendencia se observa cuando solo se considera el grupo de peces de alto rendimiento. Como se muestra en este análisis de la relación de discriminación, todos los peces se desempeñan por encima del azar al final de la adquisición, lo que indica que los peces han aprendido la tarea de discriminación.

Después de la adquisición del aprendizaje de la discriminación, los peces demuestran un fuerte comportamiento de reversión y una mayor discriminación durante el período de aprendizaje de tres días. El paradigma de elección de tres cámaras también se puede aplicar al examen de las complicaciones de la enfermedad. Por ejemplo, en este análisis, se evaluó la aclimatación y adquisición hiperglucémica del pez cebra.

Esta tarea proporciona un ensayo robusto que se puede aplicar a varios estudios que examinan enfermedades relacionadas con el comportamiento, como las complicaciones hiperglucémicas de la diabetes, el Alzheimer y la demencia.