Tareas conductuales para examinar el reconocimiento de identidad en ratones
7 de febrero de 2025
Al emparejar las experiencias de valencia negativa o positiva con objetivos sociales individuales, desarrollamos tareas de comportamiento para examinar el reconocimiento de identidad de ratones C57BL/6. Estas tareas permiten el estudio de los mecanismos de la memoria social de los objetivos sociales individuales en modelos de ratón sanos y relacionados con enfermedades con cognición social deteriorada.
El alcance de la investigación se centró en el estudio de la memoria social y el reconocimiento de identidad en ratones. La tarea conductual que desarrollamos nos permitió comprender cómo los ratones pueden reconocer a diferentes individuos y asociarlos con diferentes valencias emocionales. Este protocolo será útil para comprender la memoria social y estudiar las deficiencias sociales en algunos trastornos psiquiátricos.
La mayoría de los estudios de roedores se basan en la tarea de novedad social, pero estos no evalúan el reconocimiento entre individuos conocidos. Nuestras tareas basadas en valencia demuestran que los ratones pueden reconocer diferentes conespecíficos con diferentes asociaciones emocionales. Este paradigma proporciona herramientas valiosas para estudiar las deficiencias sociales en trastornos como los trastornos del espectro autista y la esquizofrenia.
Nuestros hallazgos plantean preguntas sobre los mecanismos cerebrales que subyacen al reconocimiento de la identidad. Esta tarea permite estudiar el reconocimiento de identidad en ratones sanos y modelos de ratón de autismo y esquizofrenia. Además, revelan cómo la valencia social, ya sea positiva o negativa, influye en este proceso.
Utilizan estímulos aversivos y apetitivos para examinar cómo la interacción social da forma al reconocimiento de la identidad. Para comenzar, coloque un gabinete de plexiglás vacío con un piso no conductor en el centro para preparar la caja de choque. A continuación, coloque el ratón en cuestión en la esquina de la caja de choque y déjelo explorar libremente durante cinco minutos para habitar la caja de choque.
Para crear un entorno de contexto neutro, coloque un papel blanco único para cada sujeto del ratón en el suelo de la caja transparente rectangular. Después de una hora de habitar la caja de choque, coloque el ratón sobre el papel para la habitación en el contexto neutro. A continuación, ajuste la corriente a 0,3 miliamperios para preparar la caja de choque para el entrenamiento con valencia negativa.
Coloque el objetivo social con valencia negativa en el recinto de plexiglás con un fondo no conductor en el centro de la caja de choque. Inicie la grabación de video y coloque el mouse del sujeto en la esquina de la caja de choque. A continuación, ponga en marcha el temporizador y, a los 4 y 4,5 minutos, administre una descarga eléctrica de un segundo de duración.
A continuación, coloque el objetivo social neutro en el recinto de plexiglás con un fondo no conductor en el centro del contexto neutro. Inicie la grabación de video y coloque el mouse del sujeto en una esquina del contexto neutro. Inicie el temporizador y permita que el mouse del sujeto explore libremente.
Después de cinco minutos, retire el mouse del sujeto y detenga la grabación y el temporizador. Para una valencia social positiva, después de la habituación de los gránulos de comida con sacarosa, coloque un recinto de plexiglás vacío en la esquina del contexto para preparar el contexto de valencia positiva. Coloque el ratón sujeto en una esquina del contexto de valencia positiva y permítale explorar libremente durante 10 minutos.
Después de una hora, repita el procedimiento de habituación del contexto en el contexto neutro en un cuadro rectangular transparente. Para el entrenamiento de valencia positiva, coloque el objetivo social de valencia positiva en el recinto en el centro del contexto de valencia positiva. Inicie la grabación de vídeo y coloque el sujeto del ratón en una esquina del contexto de valencia positivo.
En cada episodio de interacción con el objetivo social que dure más de dos segundos, entregue una bolita de comida de sacarosa usando el puerto de comida. Defina la interacción como períodos en los que la nariz del ratón sujeto está a menos de dos centímetros de la periferia del recinto de plexiglás con el ángulo de la cabeza dirigido hacia el recinto. Después de 10 minutos, retire el mouse y detenga la grabación y el temporizador.
Para el entrenamiento neutral, coloque el objetivo social neutral en el recinto en una esquina del contexto neutral. Inicie la grabación de video y coloque el mouse del sujeto en una esquina del contexto neutro. Retire el mouse del sujeto a los 10 minutos y detenga la grabación y el temporizador.
Para probar la discriminación social, en la primera sesión se colocan dos vasos de alambre vacíos en las esquinas opuestas de las cámaras izquierda y derecha de la caja de discriminación social de tres cámaras. Inicie la grabación de video. Coloque el mouse en cuestión en el centro de la cámara central e inicie el temporizador.
Después de ocho minutos, regrese a la sala de pruebas y, sin tocar el ratón del sujeto, use las puertas de la cámara para encerrar al sujeto en la cámara del medio. Reemplace los vasos de alambre vacíos por un conjunto de vasos idénticos pero diferentes que contengan los objetivos sociales. Retire las puertas de la cámara e inicie el temporizador mientras el ratón explora en la segunda sesión.
Después de ocho minutos, detenga la grabación y devuelva el ratón sujeto y los objetivos sociales a sus respectivas jaulas domésticas. Para los estudios de comportamiento, analice el tiempo de interacción con cada objetivo social y puntúe el número de episodios de interacción. Mida la cantidad de tiempo que el ratón sujeto investiga cada taza durante la prueba ininterrumpida de ocho minutos que comienza una vez que el experimentador abandona la habitación.
La mayoría de los ratones consumieron todos los gránulos de comida con sacarosa el último día de habitación en comparación con el día inicial. Los ratones entrenados mostraron una preferencia por interactuar con el ratón asociado a la valencia positiva sobre el ratón neutro durante la tarea de discriminación social. La relación de intercesión del tiempo de interacción de la segunda sesión frente al de la primera sesión reveló una preferencia por el ratón asociado a la valencia positiva.
Los ratones sujetos redujeron el tiempo de interacción con el ratón asociado a valencia negativa en comparación con el ratón neutro durante la prueba de discriminación social. La relación de intercesión entre el tiempo de interacción de la segunda sesión y el de la primera sesión reveló una preferencia por el ratón neutro sobre el ratón asociado a la valencia negativa.
Resumen
Este estudio investiga la memoria social y el reconocimiento de identidad en ratones C57BL/6 mediante tareas conductuales que asocian estímulos sociales con valencias emocionales. Los hallazgos mejoran la comprensión de la cognición social tanto en modelos de ratones sanos como en aquellos relacionados con enfermedades.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Psicología del comportamiento
- Modelos animales
Antecedentes
- La memoria social es fundamental para las interacciones sociales en los animales.
- Las tareas tradicionales suelen ser insuficientes para evaluar el reconocimiento de individuos conocidos.
- Comprender la cognición social puede proporcionar información sobre los trastornos psiquiátricos.
- Las tareas basadas en la valencia pueden revelar cómo las asociaciones emocionales influyen en el reconocimiento.
Objetivo del estudio
- Desarrollar tareas para examinar el reconocimiento de identidad en ratones.
- Explorar el impacto de la valencia emocional sobre la memoria social.
- Proporcionar herramientas para estudiar los déficits sociales en trastornos como el autismo y la esquizofrenia.
Métodos Utilizados
- Tareas conductuales que implican entrenamiento con valencia positiva y negativa.
- Uso de una caja de descarga para valencia negativa y un contexto positivo para valencia positiva.
- Pruebas de discriminación social utilizando copas de alambre para evaluar los tiempos de interacción.
- Análisis de las preferencias de interacción entre diferentes objetivos sociales.
Resultados principales
- Los ratones mostraron preferencia por objetivos sociales de valencia positiva.
- El tiempo de interacción con objetivos de valencia negativa se redujo.
- Los ratones entrenados demostraron diferencias significativas en las tareas de reconocimiento social.
- Los hallazgos sugieren que la valencia emocional influye en el reconocimiento de la identidad en los ratones.
Conclusiones
- Las tareas desarrolladas son efectivas para estudiar la memoria social en ratones.
- Las asociaciones emocionales desempeñan un papel fundamental en el reconocimiento de la identidad.
- Esta investigación proporciona información sobre los deterioros cognitivos sociales en condiciones psiquiátricas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Las tareas de reconocimiento de identidad conductual en ratones proporcionan una plataforma robusta para desentrañar los mecanismos de la memoria social y la asignación de valencia emocional, aspectos fundamentales para comprender los modelos de enfermedades neuropsiquiátricas. Estos ensayos permiten la validación temprana de dianas y la reducción del riesgo mecanicista en programas terapéuticos centrados en déficits de la cognición social. Este enfoque respalda una confianza predictiva en las líneas de investigación traslacional dirigidas a trastornos como el trastorno del espectro autista y la esquizofrenia.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la exploración de las vías de la memoria social y los mecanismos de reconocimiento de identidad in vivo.
- Apoya la validación funcional de dianas para genes o circuitos implicados en la cognición social.
- Facilita la reducción de riesgos mecanicistas al vincular fenotipos conductuales con intervenciones moleculares.
- Proporciona confianza predictiva para avanzar en modelos de enfermedades neuropsiquiátricas.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Establece puntos finales conductuales validados para la selección de compuestos o genes en la investigación de la cognición social.
- Proporciona medidas cuantitativas y reproducibles de discriminación social y preferencia basada en valencia.
- Permite la estandarización de ensayos conductuales para comparabilidad entre estudios y entre sitios diferentes.
- Prepara sistemas para la selección escalable de terapéuticas candidatas dirigidas a déficits sociales.
Investigación Traslacional y Preclínica
- Alinea los resultados conductuales con fenotipos relevantes para la enfermedad observados en modelos de autismo y esquizofrenia.
- Apoya la continuidad desde el descubrimiento inicial hasta la validación preclínica de dianas en la cognición social.
- Proporciona datos ajustados al riesgo para avanzar en intervenciones candidatas que aborden los déficits sociales.
- Permite el desarrollo de biomarcadores mediante la correlación de lecturas conductuales y moleculares.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Las tareas de reconocimiento de identidad se sitúan dentro del continuo de descubrimiento a preclínico, conectando estudios mecanicistas iniciales y la validación de modelos traslacionales para trastornos neuropsiquiátricos.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis sobre circuitos de memoria social y asignación de valencia emocional.
- Selección: Proporciona puntos finales conductuales cuantitativos y reproducibles para estudios con compuestos o intervenciones genéticas.
- Análisis: Genera tiempos de interacción y ratios de preferencia para comparaciones estadísticas sólidas entre grupos experimentales.
- Investigación Traducional: Relaciona fenotipos conductuales con modelos de enfermedad, apoyando el desarrollo de biomarcadores y terapias.
- Reutilización Empresarial: Ofrece una plataforma conductual estandarizada adaptable a múltiples programas de investigación en neurociencias psiquiátricas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la investigación de la cognición social.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, reproducibilidad y escalabilidad de los ensayos para equipos multidisciplinarios.
- Valor estratégico: Mejora la toma de decisiones de avance/no avance y la asignación de capital para carteras de neuropsiquiatría.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de dianas e intervenciones dirigidas a déficits sociales.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neurociencia conductual y manejo de roedores.
- Necesita infraestructura dedicada para pruebas conductuales y capacidades de análisis de video.
- Exige una estandarización rigurosa entre equipos en los protocolos de entrenamiento y puntuación.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes cepas de ratones o modelos de enfermedad.
- Las limitaciones potenciales incluyen la variabilidad en la motivación social y la sensibilidad al contexto.
