Una tarea de memoria de trabajo espacial apetitiva para ratones en un laberinto radial semiautomatizado de 8 brazos, que reduce la asociación de memoria temerosa en el laberinto

La mayoría de los experimentos de comportamiento para roedores se diseñaron originalmente para ratas. Debido a las diferencias de comportamiento entre ratas y ratones, a veces se requieren modificaciones para los ratones. Presentamos un método para probar la memoria de trabajo espacial en ratones, minimizando el estrés durante la tarea de memoria de trabajo.

La mayoría de los experimentos de comportamiento para roedores se diseñaron originalmente para ratas. Con las ventajas recientes en ingeniería genética, los investigadores a menudo realizan experimentos de comportamiento con ratones, utilizando protocolos establecidos para ratas. Debido a las diferencias de comportamiento entre ratas y ratones, a veces es necesario modificar el protocolo para ratones. En este video, describimos un protocolo para probar la memoria de trabajo espacial en ratones. La memoria de trabajo es un proceso cognitivo que puede contener una cantidad limitada de información durante un corto tiempo mientras se manipula y utiliza en la planificación y ejecución de una tarea mental. Se correlaciona con las medidas de inteligencia fluida en humanos y es importante para el aprendizaje. Por lo tanto, la memoria de trabajo es un tema importante para el estudio por derecho propio.

[Instructor] Configure nuevas jaulas, utilizando materiales de anidamiento estándar para un nuevo experimento. Coloque aserrín de cama nuevo, túnel de papel y papel, rayas de anidación de papel y bloque de mordida de madera en la nueva jaula. Coloque la tolva de la campana y cierre la tapa. Guíe al ratón hasta el túnel de papel, suministrado a mano en la jaula de la casa. Levante suavemente el ratón de la jaula agrupada con el túnel de papel. Ponga el mouse en su mano y manténgalo a la altura del pecho durante varios segundos. Alternativamente, deje que el mouse se suba a su mano. Nunca levante ratones por la cola. Manejar animales con un estrés mínimo es esencial para los experimentos de comportamiento. Habituar a los ratones al experimentador también es importante. Atrape el mouse usando el mismo método de manejo. Coloque el ratón en la báscula para controlar el peso corporal y registre su peso corporal. Después de pesarlo, coloque el ratón en la nueva jaula preparada anteriormente. Asegúrese de no asustar a los ratones moviéndose rápido o haciendo grandes sonidos mientras manipula ratones. De lo contrario, los ratones pueden saltar de la báscula o de la mano. Ponga a los ratones en esa restricción de cantidad durante una semana antes de la exposición al aparato. Controle la cantidad de comida estándar para motivarlos a buscar recompensas de comida en el laberinto, que es leche condensada diluida y azucarada, durante el experimento. Coloque de dos a tres gramos de comida estándar en la jaula y mantenga su peso corporal entre el 85 y el 90% de su peso corporal inicial durante todo el experimento. También en esta etapa, proporcione un mililitro de leche condensada diluida en el pequeño vaso de plástico en la jaula de la casa para habituar a los ratones. Obsérvelos si lo comen durante un tiempo, asegurándose de que el ratón no muestre neofobia alimentaria. Lleve a los ratones lentamente a la sala de pruebas de comportamiento en el carrito. Luego configure la iluminación de la habitación, iluminando el eje central en el directorio a 80 lux con bombillas de luz blanca cálida y reproduzca ruido blanco a 70 decibelios, medido en el eje central. Deje a los ratones tranquilos durante cinco minutos antes de comenzar el experimento. Habituación, etapa uno. El control del laberinto está configurado para permitir que el mouse explore el laberinto con puertas operadas por el software de seguimiento del mouse. Esta etapa es para habitar a los ratones en los movimientos de la puerta y sus sonidos. Comience su prueba y la grabación de video haciendo clic en el botón de inicio en el software y luego lleve el mouse al laberinto y coloque el mouse en el eje central. Sigue observando el comportamiento del mouse. No hay recompensa de comida en el laberinto. El ratón puede visitar cualquier brazo, y tantas veces como quiera. Las puertas se controlan sin perturbar los movimientos del ratón durante 30 minutos. Continuar hasta que transcurran 30 minutos. Después de la prueba, recoge el ratón en un brazo y vuelve a colocarlo en la jaula de casa. Limpia el laberinto para el siguiente ratón. Haga esto para cada ratón por turno durante dos días. Segunda etapa de arbitraje. El control del laberinto está configurado para permitir que el ratón explore el laberinto libremente sin puertas operadas y encuentre recompensas de comida en los pozos de comida al final de los brazos. Esta etapa anima a los ratones a explorar el laberinto libremente en busca de recompensas de comida. Coloque 70 microlitros de la recompensa en cada pozo de la campana. No lo dé más en las jaulas de la casa, desde la habitación, etapa dos. Inicie una prueba y la grabación de video haciendo clic en el botón de inicio en el software y luego lleve el mouse al laberinto. Observe el comportamiento del ratón. Durante esta etapa, los ratones se mueven lentamente, parecen ser cautelosos y pueden volver a la comida varias veces. Continúe hasta que el mouse entre en cada brazo al menos dos veces o transcurran 30 minutos. Después de la prueba, recoge el ratón en un brazo y vuelve a colocarlo en la jaula de casa. Limpia el laberinto para el siguiente ratón. Haga esto para cada ratón dos veces al día durante dos días. Etapa de habitación tres. El control del laberinto está configurado para permitir que el mouse se habitúe a la combinación de las etapas uno y dos. Los ratones pueden entrar en cada brazo al menos una vez. Ceba todos los pozos de comida con 70 microlitros de la recompensa. Inicie la prueba y la grabación de video haciendo clic en el botón de inicio en el software y luego lleve el mouse al laberinto. Observe el comportamiento del ratón. Continúe hasta que el ratón entre en cada brazo al menos una vez o transcurran 30 minutos. Después de la prueba, recoge el ratón en un brazo y vuelve a colocarlo en la jaula de casa. Limpia el laberinto para el siguiente ratón. Haga esto para cada ratón por turno, dos veces al día durante dos días. Como puede ver en este panel, los ratones visitan más brazos con el tiempo. En el sexto día de habitación, los ratones ingresan a cada brazo al menos una vez en un plazo de siete a 15 minutos y pasan un período de tiempo similar en cada brazo, lo que indica que los animales están habituados al laberinto y están listos para la tarea. Esta tarea de memoria de trabajo espacial consta de tres partes en una prueba. Los ratones pasan por la carrera forzada, el confinamiento de cinco segundos en el eje central y luego una carrera libre. En la carrera forzada, cuatro brazos se eligen pseudoaleatoriamente y se presentan al ratón uno por uno. Durante la carrera libre, los ratones deben recordar qué brazos han visitado en la carrera forzada en la prueba para obtener la recolección más eficiente de las cuatro recompensas restantes. El laberinto está configurado para seguir el esquema que se muestra en la pantalla anterior, y cada uno debe pasar por el mismo conjunto de brazos forzados en la prueba de la ronda. Los ratones hacen seis pruebas por día durante nueve días Antes de comenzar una prueba, ceba todos los brazos con 40 microlitros de la recompensa. Coloque la recompensa en cada alimento cerca del eje central para dificultar que los ratones vean desde el eje central. Inicie una prueba y una grabación de video haciendo clic en el botón de inicio en el software. Lleve el mouse al centro del laberinto sin causar estrés al mouse. La prueba se iniciará automáticamente después de cinco segundos de confinamiento en el eje central. Durante el confinamiento de cinco segundos, aléjese del laberinto y siéntese en algún lugar no demasiado cerca del laberinto. Supervise el comportamiento y anote la secuencia de visita del brazo para puntuar hasta que el ratón recoja todas las recompensas. Una vez que el ratón haya recogido todas las recompensas en el laberinto, déjelo visitar cuatro brazos adicionales. Al hacer esto, los ratones no se asociarán con ser atrapados en el eje central donde es importante que los ratones decidan a dónde ir a continuación. Además, la finalización de la tarea de memoria de trabajo y la captura no se asociarán directamente. Además, reforzará el hecho de que las recompensas no se reponen en los brazos visitados anteriormente. En la parte posterior del cuarto brazo, deje que el mouse se suba a su mano mientras cubre el brazo con la otra mano y vuelva a colocar el mouse en la jaula de casa. Antes de limpiar el laberinto, toque la jaula de inicio del siguiente ratón para nivelar su estado de excitación antes de la próxima prueba. Para limpiar el laberinto, use un pincel, un pañuelo húmedo y dos pañuelos secos. Use un pincel para eliminar los excrementos del ratón. Limpie primero el laberinto con un pañuelo seco para eliminar cualquier rastro de leche condensada. Limpie el piso del laberinto con un pañuelo húmedo. Seque el laberinto con un pañuelo seco y pase a la siguiente prueba. La puntuación de la tasa de éxito diaria se calcula como cuatro dividido por el número total de entradas de brazos, y la tasa de éxito promedio alcanza aproximadamente el 80% el último día del experimento. La puntuación de la proporción de prueba perfecta se calcula como un número de pruebas perfectas dividido por seis, y alcanzado por encima del 60% el último día del experimento. Seleccione el análisis de velocidad, distancia y aceleración del mouse en el software y analícelos. Asegúrese de excluir las cuatro visitas adicionales del brazo de esos análisis. También mida la duración de las cuatro visitas adicionales del brazo. La distancia debería acortarse con el tiempo. La velocidad y la aceleración deben ser planas, y la duración de las cuatro visitas adicionales de los brazos debe ser más larga con el tiempo si aprenden bien su tarea.

Al realizar este experimento, es crucial familiarizar a los ratones con el experimentador y habituarlos al entorno de la sala experimental, lo que en conjunto debería minimizar el estrés de los ratones.

Este protocolo es fácil de usar y confiable para reproducir datos. Dado que el laberinto está semiautomatizado, este protocolo no requiere mucha mano de obra y es aplicable para imágenes de laboratorio y electrofisiología. Este protocolo es una herramienta poderosa para estudiar la memoria de trabajo espacial.