Procedimientos de entrenamiento conductual para la realidad virtual fija en la cabeza en ratones

Esta investigación explora metodologías detalladas para entrenar ratones en entornos de realidad virtual, centrándose específicamente en la navegación de pistas lineales y tareas complejas de laberintos en Y. Su objetivo es abordar las brechas en los protocolos de entrenamiento de realidad virtual y evaluar la capacidad de los ratones para realizar comportamientos complejos de toma de decisiones dentro de la realidad virtual. El protocolo aborda las brechas en las metodologías detalladas de entrenamiento de realidad virtual para ratones, incluida la integración de procedimientos quirúrgicos, restricción de líquidos y configuración del sistema. También proporciona un marco para implementar tareas conductuales complejas, mejorar la consistencia experimental y facilitar la adopción de la realidad virtual para estudios conductuales y cognitivos matizados en ratones.

Este protocolo de realidad virtual permite un control preciso de las condiciones experimentales y minimiza el ruido relacionado con el movimiento, lo que permite un análisis detallado del comportamiento y registros neurofisiológicos en ratones con cabeza fija. También apoya la complejidad progresiva en las tareas, mejorando el estudio de comportamientos intrincados y procesos cognitivos que otros métodos podrían no capturar de manera efectiva.

[Narrador] Para empezar, establezca pesos de referencia para los ratones una semana después del día de la cirugía de implantación de la barra de cabeza. En los días uno, dos y tres, proporcione a los ratones 15, 10 y cinco mililitros de agua por cada 100 gramos de masa corporal respectivamente. Comience a habituar a los ratones a la cinta de correr esférica al mismo tiempo que les introduce en la regulación de líquidos para asociar el tubo de lamido con la recompensa a través de la motivación fisiológica en el momento correcto. El primer día, manipule los ratones durante cinco minutos después de pesarlos. Agarre suavemente el implante de la barra de la cabeza mientras están en su jaula para familiarizarlos con esta manipulación. Introduzca a los ratones en el área donde se aloja el sistema de realidad virtual para permitirles anticipar el entorno espacial en el que se realizarán las pruebas experimentales. El segundo día, manipule los ratones nuevamente durante cinco minutos. Fije la barra de la cabeza al soporte y permita que los ratones se familiaricen con la cinta de correr esférica durante 5 a 20 minutos, ya sea en una pista que se repite infinitamente o sin el programa de software activado. Al tercer día, después de manipular a los ratones durante cinco minutos, conéctelos de forma segura a la cinta de correr esférica con colchón de aire e introdúzcalos a recompensas líquidas a través del tubo de recompensa. Antes de colocar el mouse, extienda el tubo de recompensa centrado con una pequeña gota de recompensa en la punta. Eleve el tubo de recompensa de 5 a 15 milímetros por encima de la cinta de correr esférica para que lamer el pico requiera una postura natural de la cabeza orientada hacia adelante. Para fijar la cabeza del mouse, colóquelo en el lado dominante del controlador de la cinta de correr esférica. Con la mano dominante del manipulador, tire del ratón por la barra de la cabeza hacia la plataforma de fijación de la cabeza. Luego coloque la barra de cabeza en la ranura destinada a fijar y usando la mano no dominante del manipulador, haga clic en la barra de cabeza en su lugar. Ahora alinee el plano sagital medio del ratón con el centro de la cinta de correr esférica. Asegúrese de que las patas traseras del ratón no estén a más de 11 centímetros del vértice de la cinta de correr esférica y que la cabeza esté detrás del ápice. Confirme que las cuatro patas tocan la cinta de correr y que el abdomen puede tocar la cinta de correr cuando el ratón está en reposo. Además, asegúrese de que cualquier preferencia lateral observada en el ratón no se deba a una asimetría en la forma en que el animal está montado en la pelota. Para guiar al ratón hacia el tubo de lamido extendido, use el método kiss-it en el que el ratón se maniobra suavemente hasta que su boca casi toca la punta del pico. Cuando los ratones reciban recompensas, establezca la duración del tubo de recompensa extendido en un segundo. Una vez que los ratones se hayan aclimatado al paradigma experimental, realice una sesión diaria de 30 minutos en la que los ratones se muevan a lo largo de un corredor virtual lineal comenzando con un metro de longitud. Al llegar al final del pasillo y recibir la recompensa de la gota de azúcar, teletransporta a los ratones de regreso al punto de partida. Documente las grabaciones diarias de los datos con marca de tiempo relacionados con la recuperación de recompensas y la distancia recorrida por los ratones en la cinta de correr esférica para su posterior análisis. En el paradigma del laberinto en Y, asegúrese de que los ratones naveguen hacia un punto de elección donde dos brazos se extiendan en un ángulo de 45 grados en cualquier dirección, formando una forma de Y. Desactiva la rotación desde el punto de inicio del laberinto hasta llegar al punto de elección, teniendo dos brazos de diferentes características visuales. Luego active la rotación dentro de la zona de decisión para permitir que el mouse gire hacia la dirección deseada. Al entrar en el brazo que conduce a la zona de recompensa, desactiva la rotación una vez más. Entrena a los ratones para que naveguen hacia el brazo negro para obtener una recompensa de azúcar, y cada prueba concluye con los ratones teletransportados de regreso a la ubicación inicial. Baraja aleatoriamente la ubicación de la recompensa entre los lados izquierdo y derecho para asegurarte de que los ratones asocien la recompensa con señales visuales en lugar de un lado específico. El número de recompensas adquiridas por los ratones aumentó progresivamente con el aprendizaje en las diferentes longitudes de pista en la tarea de realidad virtual, y se observaron velocidades más rápidas a medida que aumentaba la longitud de la pista. Se observó un aumento notable en la velocidad media a medida que aumentaba la longitud de la pista. El laberinto en Y mostró un rendimiento superior al de los días durante días. Sin embargo, solo un subconjunto avanzó con éxito a las etapas de discriminación más difíciles.