Article de méthode

Une tâche de mémoire de travail spatiale appétitive pour des souris dans un labyrinthe radial semi-automatisé à 8 bras, réduisant l’association de mémoire effrayante dans le labyrinthe

DOI :

10.3791/66456

⸱

29 juillet 2025

 ,  ,  , 
1The Wolfson Institute for Biomedical Research, University College London, 2Gerald Choa Neuroscience Institute, The Chinese University of Hong Kong

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La plupart des expériences de comportement pour les rongeurs ont été conçues à l’origine pour les rats. En raison des différences de comportement entre les rats et les souris, des modifications sont parfois nécessaires pour les souris. Nous présentons une méthode pour tester la mémoire de travail spatiale chez la souris, en minimisant le stress pendant la tâche de mémoire de travail.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cet article de méthode détaille un protocole pour tester la mémoire de travail spatiale chez la souris à l’aide d’un labyrinthe radial semi-automatisé à 8 bras (RAM). Le RAM est un appareil partiellement fermé avec 8 bras horizontaux, également espacés, rayonnant à partir d’un moyeu central, à partir duquel l’accès à chaque bras peut être contrôlé individuellement par des portes motorisées servocommandées. Les animaux commencent dans le hub central et sont autorisés à explorer le labyrinthe pour une récompense alimentaire à la fin de chaque bras ou bras sélectionné. La tâche RAM a été conçue à l’origine pour les rats, mais nous avons adapté le protocole pour les souris, par exemple, en incluant plus d’étapes d’habituation. Dans notre protocole, tous les bras sont d’abord appâtés avec du lait concentré sucré, et les souris sont admises séquentiellement dans quatre bras pseudo-aléatoirement sélectionnés pour collecter les récompenses (« course forcée ») avant d’ouvrir toutes les portes ensemble pour permettre aux souris de courir librement et de trouver les quatre récompenses restantes (« course libre »). Un délai de 5 s est introduit entre les courses forcées et libres pour défier la mémoire de travail ; Une erreur est enregistrée si la souris entre dans un bras précédemment visité pendant la course libre. La tâche est terminée lorsque toutes les récompenses sont récupérées. Après 6 jours d’accoutumance et 9 jours d’entraînement au labyrinthe, les souris mâles C57BL/6 atteignent régulièrement ≥ score de réussite quotidien de 80 %, défini comme 4/(4+E), où E est le nombre d’erreurs. Cette tâche semi-automatisée pourrait, en principe, être combinée à des méthodes de surveillance in vivo telles que l’électrophysiologie, la microscopie à photons multiples ou l’imagerie calcique.

Introduction

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La mémoire de travail1 est un processus cognitif qui peut retenir une quantité limitée d’informations pendant une courte période pendant qu’elle est manipulée et utilisée dans la planification et l’exécution d’une tâche mentale, comme la mémorisation d’un numéro de téléphone ou d’un itinéraire pour une destination à partir d’un autre endroit. Elle est étroitement liée à l’intelligence fluide, c’est-à-dire la capacité de raisonner rapidement et de penser de manière abstraite. On pense que l’entraînement de la mémoire de travail peut améliorer l’intelligence fluide2. La mémoire de travail est donc cruciale pour les études de recherche.

Les expériences comportementales les plus populaires pour les rongeurs ont été conçues à l’origine pour les rats dans les années 1980, et les chercheurs appliquent aujourd’hui souvent ces protocoles aux souris. Cependant, il existe des différences comportementales constantes entre les rats et les souris 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 . En particulier, la gestion de la peur est un facteur important qui peut affecter les résultats des expériences, car les souris sont plus sujettes au stress que les rats 3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,18 et 19. Par conséquent, il est important de tenir compte des différences lors de l’application de ces protocoles aux souris. Dans notre protocole, nous avons essayé de minimiser les facteurs de stress lors de la tâche de mémoire de travail dans le labyrinthe du bras radial. Cela a été fait en chronométrant soigneusement les fermetures de porte à l’aide du logiciel de suivi de la souris et de contrôle du labyrinthe. De plus, les souris qui se coincent à la fin de la session dans le hub central ont été évitées. Cette approche a permis aux souris de choisir leur prochain bras sans associer l’emplacement à la peur d’être attrapées. Retarder la capture des souris jusqu’à ce que toutes les récompenses aient été collectées dans le labyrinthe garantissait que la dernière récompense n’était pas liée à l’expérience d’être pris.

Le labyrinthe à bras radial terrestre (RAM) est un appareil populaire et couramment utilisé pour évaluer l’apprentissage et la mémoire spatiaux et non spatiaux, et pour tester la mémoire de travail et de référence chez les rongeurs. C’est l’un des appareils les plus populaires pour l’apprentissage spatial et la mémoire chez la souris 20,21,22. La RAM tire parti de la tendance naturelle des rongeurs à explorer le labyrinthe, à trouver des nouveautés et à apprendre des informations spatiales par essais et erreurs, en plus de la recherche de nourriture. Cette tendance peut être augmentée en limitant leur régime alimentaire et en les récompensant avec la nourriture préférée dans le labyrinthe. De nos jours, plusieurs variantes de l’appareil RAM sont utilisées, par exemple, avec 6, 8, 12 ou 16 bras et un appareil partiellement fermé ou ouvert/élevé 23,24,25. La plupart des protocoles actuels sont basés sur celui d’Olton et al.20,26, mais utilisent des labyrinthes plus simples (6 ou 8 bras) 9,24,27,28,29. Tester la mémoire de travail dans un labyrinthe de bras radiaux (6 ou 8 bras) est plus puissant que le labyrinthe en T (2 bras) car les animaux ont plus d’options de bras à explorer.

Le RAM original a été conçu par Olton et Samuelson20 pour évaluer l’apprentissage spatial et la mémoire chez les rats à l’aide d’appâts alimentaires pour le renforcement positif, contrairement aux labyrinthes aquatiques tels que le labyrinthe aquatique Morris et le labyrinthe aquatique radial à 8 bras qui utilisent le renforcement négatif, c’est-à-dire l’immersion dans l’eau 20,30,31,32. Olton et Samuelson20ont découvert que les rats ont d’excellents souvenirs des lieux lorsqu’ils passent à travers le RAM. Ils ont montré que l’hippocampe est impliqué dans le traitement de l’information spatiale. Ils ont donc introduit le concept d’un système de mémoire double, comprenant une mémoire de travail et une mémoire de référence, chez les rongeurs. Ce système de double mémoire avait été suggéré précédemment par Honig36 sur la base d’expériences avec des pigeons. Olton et al. ont découvert que la fonction de l’hippocampe est essentielle à la mémoire de travail. Cela a été réalisé en faisant des lésions dans la région entorhinale, le corps de la fimbria-fornix, en avant de l’hippocampe, le septum ou le fornix postcommissural pour perturber chacune des principales connexions de fibres extrinsèques de la formation de l’hippocampe 26,33,34,35. Les lésions de Fornix-fimbria n’ont pas affecté la mémoire de référence26.

Dans les protocoles modernes, les animaux sont habitués à l’environnement en leur permettant d’explorer librement le labyrinthe pendant 10 à 15 minutes par jour pendant 3 jours consécutifs, suivis d’un entraînement au labyrinthe pendant 1 à 3 semaines avec une nourriture préférée à la fin de tous les bras ou des bras sélectionnés fixes, en testant la mémoire de travail, ou la mémoire de travail et la mémoire de référence dans la même expérience. respectivement 9,29,37.

Souvent, ces protocoles ne sont pas décrits de manière complète et les différences de comportement entre les rats et les souris ne sont pas bien prises en compte. Nous présentons ici en détail notre protocole et notre expérience, en particulier comment éviter d’associer des expériences effrayantes à des lieux et à des moments basés sur les différences de gestion de la peur entre les rats et les souris. Ce protocole s’adresse aux chercheurs qui souhaitent étudier la mémoire de travail spatiale et l’appliquer à l’électrophysiologie, à l’imagerie en temps réel et à l’histologie à l’aide de souris.

Protocole

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Toutes les expériences sur les souris ont été pré-approuvées par le comité d’éthique de l’UCL et autorisées en vertu de la loi de 1986 sur les animaux (procédures scientifiques) et de la législation ultérieure du gouvernement britannique.

1. Préparation de programmes pour le contrôle automatisé du labyrinthe sur une application logicielle

REMARQUE : Le labyrinthe automatisé à bras radial, tel qu’illustré à la figure 1A-C, et l’aménagement de la pièce à la figure 1D ont été utilisés.

  1. Préparez un flux de travail expérimental pour la fermeture de la porte, comme décrit à la figure 2.
  2. Définissez le début de l’étape d’accoutumance 1 (Figure 2A) sur une application logicielle. Pour ce faire, suivez les étapes ci-dessous.
    1. Réglez le début de la version d’essai et des enregistrements vidéo, puis fermez tous les bras du logiciel. 5 s après que le logiciel ait reconnu la souris dans le hub central du labyrinthe, il commence le suivi et ouvre toutes les portes.
    2. Lorsque la souris entre dans un bras et se trouve à 4 cm de la porte la plus proche des portes centrales du hub, fermez toutes les portes. Ensuite, immédiatement après avoir fermé toutes les portes, ouvrez la porte du bras sélectionné par la souris.
    3. Une fois que la souris revient au hub central, fermez la porte et confinez-la au hub central pendant 5 s. Répétez l’opération pendant 30 min.
    4. Arrêtez l’enregistrement vidéo et le suivi lorsque 30 minutes se sont écoulées et la souris revient au hub central.
      REMARQUE : Laissez la souris explorer le labyrinthe librement à sa guise.
  3. Stade d’accoutumance 2 (figure 2B)
    1. Réglez le début de l’essai et de l’enregistrement vidéo dans le logiciel associé et fermez toutes les portes.
    2. 5 s après que le logiciel ait reconnu la souris dans le hub central du labyrinthe, lancez son suivi et ouvrez toutes les portes.
    3. Mettez fin à l’essai si la souris entre dans chaque bras au moins deux fois ou après 30 minutes, puis revient au hub central. Laissez la souris explorer le labyrinthe librement à sa guise.
  4. Stade d’habituation 3 (figure 2C)
    REMARQUE : Cette étape est la combinaison des étapes 1 et 2.
    1. Réglez le logiciel pour démarrer l’essai et l’enregistrement vidéo et fermer toutes les portes.
    2. Réglez le logiciel pour contrôler les portes du labyrinthe 5 secondes après que le logiciel a reconnu la souris dans le hub central. Réglez le début du suivi à ce stade et ouvrez toutes les portes.
    3. Fermez toutes les portes lorsque la souris entre dans un bras et se trouve à 4 cm de la porte la plus proche des portes centrales du hub. Ouvrez ensuite la porte du bras.
    4. Fermez la porte lorsque la souris entre complètement dans le hub central et confinez la souris dans le hub central pendant 3 s. Répétez cette séquence pendant 30 minutes ou jusqu’à ce que la souris pénètre au moins une fois dans chaque bras.
    5. Réglez la fin de l’essai une fois la condition remplie et lorsque la souris entre complètement dans le hub central.
      REMARQUE : Laissez la souris explorer le labyrinthe librement à sa guise.
  5. Tâche de mémoire de travail (Figure 2D, E)
    1. Configurez le logiciel pour démarrer la version d’essai et l’enregistrement, puis fermez toutes les portes.
    2. 5 secondes après que le logiciel a reconnu la souris dans le hub central, réglez le logiciel pour démarrer le suivi.
    3. Démarrez la phase d’exécution forcée. Présentez à la souris 4 bras choisis au hasard un par un.
    4. Lorsque la souris entre dans le premier bras et se trouve à 3 cm du hub central, assurez-vous que la porte se ferme et la confine dans le bras pendant 15 s.
    5. Laissez la porte s’ouvrir et laissez la souris revenir au hub central.
    6. Fermez la porte, puis ouvrez le deuxième bras.
    7. Répétez cette opération jusqu’au quatrième bras.
    8. Lorsque la souris revient au moyeu central après le quatrième bras de la phase d’exécution forcée, confinez-la au moyeu central pendant 5 s.
    9. Laissez toutes les portes s’ouvrir et commencez la phase de course libre.
    10. Terminez l’essai lorsque la souris revient au hub central après avoir collecté toutes les récompenses/entré dans tous les bras au moins une fois.

2. Préparation des cages domestiques pour l’hébergement individuel

  1. Installez de nouvelles cages en utilisant des matériaux d’emboîtement standard pour une nouvelle expérience.
    1. Mettez de la nouvelle litière, de la sciure de bois, un igloo en papier, un tunnel en papier, des bandes de nidification en papier et un bloc de morsure en bois dans de nouvelles cages pour chaque souris pour l’expérience.
    2. Placez la trémie alimentaire et fermez le couvercle.
      REMARQUE : Les souris peuvent endommager les pièces de ventilation si elles sont sans la trémie alimentaire.

3. Manipulation, pesée et restriction alimentaire dans la salle d’attente des animaux (jour -7 à jour 0)

  1. Guidez doucement la souris vers le tunnel de papier fourni dans la cage domestique à la main.
  2. Soulevez la souris de la cage groupée à l’aide du tunnel de papier 38,39,40 avec la main, maintenez-la à hauteur de poitrine pendant plusieurs secondes. Sinon, laissez la souris grimper volontairement sur la main.
    REMARQUE : Manipuler les animaux avec un minimum de stress est essentiel pour les expériences de comportement. Ne les prenez jamais par la queue, ce qui est stressant pour les souris. Il est également important d’habituer les souris à l’expérimentateur. Les souris ont besoin d’être bien habituées et détendues, sinon elles n’apprendront pas bien dans le labyrinthe plus tard.
  3. Tenez toujours la souris en utilisant la même méthode de manipulation. Placez la souris sur la balance pour le suivi du poids corporel et enregistrez son poids corporel.
    REMARQUE : Ne stressez pas les souris avec des mouvements corporels rapides ou en faisant des bruits forts. Il est préférable de le faire dans un environnement calme. Sinon, ils peuvent sauter de la balance ou de la main de l’expérimentateur. De plus, si les souris sont stressées, elles peuvent montrer des yeux plissés, grincer et mordre la main de l’expérimentateur41,42.
  4. Après la pesée, placez la souris dans la nouvelle cage préparée précédemment.
  5. Mettez les souris sur un régime avec une quantité restreinte pendant une semaine avant l’exposition au labyrinthe de bras radial. Cela les motive à fouiller le labyrinthe pour trouver des récompenses alimentaires fournies. La récompense alimentaire pendant l’expérience est du lait concentré sucré dilué.
  6. Mettez 2 ~ 3 g de nourriture standard dans la cage et maintenez le poids corporel entre 85 ~ 90 % du poids de départ tout au long de l’expérience.
    REMARQUE : Les souris C57BL/6 mangent 3 à 4 g de nourriture standard tous les jours43.
  7. Observez la baisse du poids corporel pendant la nuit comme guide pour normaliser la quantité de nourriture à donner le lendemain. À partir de ce moment-là, donnez une quantité quotidienne suffisante de nourriture standard pour maintenir 85 à 90 % de leur poids corporel de départ tout au long de l’expérience.
    REMARQUE : Ces animaux ont besoin de perdre du poids lentement. Surveillez leur poids corporel et leurs expressions faciales pour éviter le stress.
  8. Fournir 1 mL de lait condensé dilué (récompense ; lait condensé sucré : eau = 1 : 1) dans un petit gobelet en plastique dans la cage familiale pour habituer les souris jusqu’à la fin de l’étape 1 de l’habituation. Assurez-vous que les souris mangent la récompense. Changez la nourriture de récompense si la souche de souris montre une néophobie à la nourriture présentée.
    REMARQUE : À partir de l’étape 2 d’accoutumance, ne fournissez pas la récompense dans la cage de la maison. Si le poids corporel d’une souris tombe en dessous de 80 % de son poids de départ, elle doit être euthanasiée conformément à l’IACUC et aux directives spécifiques à chaque pays. Si une souris n’est pas dans la fourchette de poids corporel normale pour la lignée de souris utilisée (20-30 g à 8-12 semaines) lors du premier contrôle du poids corporel, elle ne doit pas être prise en compte dans la cohorte pour éviter toute difficulté à maintenir son poids corporel dans la plage requise plus tard.

4. Amener les souris dans la salle de test

  1. Utilisez un chariot pour amener lentement les souris dans la salle de test de comportement.
  2. Laissez les souris tranquilles sur le chariot pendant 5 min.

5. Mise en place de la salle

  1. Réglez l’éclairage de la pièce en éclairant indirectement le hub central, à 80 lux avec des ampoules blanc chaud, et diffusez un bruit blanc à 70 dB mesuré au hub central. REMARQUE : Il est connu que l’exposition à un bruit blanc d’intensité modérée conduit les rats à mieux performer dans un labyrinthe géométriquement complexe44,45. Le bruit blanc semble faire plus que simplement masquer le bruit inévitable dans l’environnement ; Le bruit blanc de 70 dB augmente l’absorption de choline dans plusieurs régions du cerveau des rats, y compris le cortex préfrontal, l’hypothalamus et l’hippocampe (mais pas dans le striatum)46 et les performances de la mémoire de travail de la RAM sont connues pour dépendre de l’intégrité des voies cholinergiques parmi l’hippocampe, le cortex frontal et le cerveauantérieur32,47. On sait également que les animaux utilisent à la fois des repères visuels distaux et proximaux pour naviguer avec précision dans leur environnement. Cependant, les souris dépendent davantage des repères visuels distaux que des repères proximaux pour naviguer pendant l’apprentissage spatial48. Dans cette expérience, des repères proximaux imprimés sur une petite feuille de papier ont été introduits sur les parois arrière de tous les bras de la RAM à 8 bras, mais ils n’ont pas réduit le comportement de chaînage en guirlande. En revanche, les repères visuels distaux géométriquement asymétriques (au plafond et sur les murs de la pièce) réduisaient le chaînage en guirlande et étaient essentiels pour la navigation spatiale dans la RAM.

6. Étape d’accoutumance 1 - Non récompensé (Jour 1 - 2)

REMARQUE : Aucune récompense n’est appâtée dans le labyrinthe. Cette étape consiste à habituer les souris aux portes du labyrinthe et à leurs sons.

  1. Démarrez le suivi de la souris et l’enregistrement vidéo en cliquant sur le bouton Démarrer du logiciel et en amenant la souris dans le labyrinthe sans la stresser. Pour ce faire, déplacez-vous lentement et modifiez lentement la hauteur pendant que la souris est dans la main de l’expérimentateur. Placez la souris dans le hub central.
    REMARQUE : Si les souris tremblent la main de l’expérimentateur, ralentissez les mouvements. C’est un signe d’avoir peur. Les souris se déplacent pendant la période de confinement de 5 s dans le hub central avant de commencer la phase de course forcée. Ils peuvent faire face à n’importe quel côté lorsqu’ils sont placés dans le moyeu central.
  2. Continuez à surveiller le comportement de la souris sur l’écran du PC placé loin du labyrinthe ou en dessous du niveau du mur du labyrinthe. Si la souris tente de s’échapper du labyrinthe en grimpant sur le mur, il suffit de se lever de la chaise pour montrer l’existence de l’expérimentateur et de marcher vers lui, en surveillant ses performances. Dans le pire des cas, repoussez la souris dans le labyrinthe.
    REMARQUE : Normalement, les souris retournent dans le labyrinthe après avoir entendu le bruit de friction des vêtements de l’expérimentateur lorsqu’elles s’en approchent. Cela doit être fait rapidement. Si l’expérimentateur continue à faire cela, les souris resteront dans le labyrinthe après les étapes d’accoutumance 1 à 3. Si les souris continuent de sauter hors du labyrinthe, il est conseillé de les retirer des expériences et des analyses ultérieures.
  3. Après l’essai, récupérez la souris d’un bras du labyrinthe en laissant la souris grimper volontairement sur la main de l’expérimentateur pendant que l’autre main couvre le bras pour l’empêcher de sauter du labyrinthe.
  4. Brossez les excréments de souris et essuyez le labyrinthe avec un chiffon sec pour éliminer toute trace des récompenses. Ensuite, essuyez avec un chiffon humide et séchez le labyrinthe avec un chiffon sec (environ 2 min).
  5. Faites-le pour chaque souris à tour de rôle pendant deux jours.
    REMARQUE : Après 30 min, les souris n’ont peut-être pas visité les 8 bras du labyrinthe. C’est normal et ce n’est pas un problème. Les souris ont tendance à visiter les bras de manière non systématique et non séquentielle et à se déplacer prudemment, passant des temps inégaux dans chaque bras. Les souris peuvent grimper sur les parois du labyrinthe et/ou sauter hors du labyrinthe à ce stade. Si cela se produit (par exemple, la souris essaie de grimper sur les murs), empêchez-le en vous assurant que l’expérimentateur informe la souris de sa présence en s’approchant du labyrinthe et en faisant du bruit, comme des bruissements de vêtements. Par conséquent, une observation attentive du comportement de la souris dans la RAM et une action rapide peuvent être nécessaires. Après quelques répétitions de cette procédure, les souris resteront dans le labyrinthe. Si, malgré tout, la souris ne reste pas dans la RAM lors de l’accoutumance, retirez-la de l’analyse.

7. Étape d’accoutumance 2 - Récompensé (Jour 3 - 4)

REMARQUE : Cette étape vise à encourager les souris à explorer librement le labyrinthe pour obtenir des récompenses alimentaires.

  1. Placez 70 μL de la récompense alimentaire dans chaque puits de chaque aliment dans chaque bras.
  2. Démarrez le suivi de la souris et l’enregistrement vidéo en cliquant sur le bouton Démarrer du logiciel, puis en plaçant la souris sur le hub central du labyrinthe, comme expliqué dans la section 6.1.
  3. Continuez à observer le comportement de la souris sur l’écran du PC à distance et notez-le si nécessaire, par exemple en grimpant sur le mur ou en sautant du labyrinthe. Terminez l’essai lorsque la souris pénètre dans chaque bras au moins deux fois ou que 30 minutes se sont écoulées.
  4. Après l’essai, récupérez la souris du labyrinthe dans un bras en laissant la souris grimper volontairement sur la main de l’expérimentateur pendant que l’autre main couvre le bras pour l’empêcher de sauter du labyrinthe.
  5. Nettoyez le labyrinthe comme décrit au point 6.4 (stade d’habituation 1 ; environ 2 min).
  6. Faites-le pour chaque souris à tour de rôle deux fois par jour pendant deux jours.
    REMARQUE : À ce stade, les souris peuvent afficher un comportement de chaînage, mais il n’y a pas lieu de s’inquiéter car les 4 entrées de bras supplémentaires dans la tâche de mémoire de travail peuvent décourager ce mouvement. Dans cette étape, les souris peuvent s’arrêter dans le bras sans consommer la récompense. Au jour 4, les souris devraient être plus entraînées qu’au jour 3 mais peuvent toujours s’arrêter au milieu du bras.

8. Étape d’accoutumance 3 - Récompensé (Jour 5 - 6)

REMARQUE : Cette étape consiste à laisser les souris s’habituer à l’environnement de la combinaison des étapes 1 et 2.

  1. Appâtez tous les puits de nourriture avec 70 μL de récompense.
  2. Démarrez le suivi de la souris et l’enregistrement vidéo en cliquant sur le bouton de démarrage du logiciel et en plaçant la souris sur le hub central du labyrinthe.
  3. Continuez à observer le comportement de la souris sur l’écran du PC à distance, jusqu’à ce que la souris entre dans chaque bras au moins une fois ou 30 minutes écoulées. Si la souris tente de s’échapper du labyrinthe, agissez rapidement comme indiqué à l’étape 1 de l’habituation (6.2).
  4. Après l’essai, retirez la souris du labyrinthe en la laissant grimper volontairement sur la main de l’expérimentateur pendant que l’autre main couvre le bras pour l’empêcher de sauter du labyrinthe.
  5. Nettoyez le labyrinthe comme décrit au point 6.4 (stade d’habituation 1) (environ 2 min).
  6. Faites-le pour chaque souris deux fois par jour pendant deux jours.
    REMARQUE : À ce stade, il est préférable de retirer de l’analyse toutes les souris qui tentent de s’échapper du labyrinthe.

9. Tâche de mémoire de travail - Récompensée (Jour 7 - Jour 15)

  1. Appâtez tous les bras avec 40 μL de récompense. Placez la récompense dans chaque aliment bien près du hub central pour que les souris ne puissent pas voir depuis le hub central.
  2. Démarrez le suivi et l’enregistrement de la souris en cliquant sur le bouton de démarrage du logiciel, puis placez la souris sur le hub central du labyrinthe sans la stresser.
  3. Pendant le confinement de 5 secondes dans le hub central, éloignez-vous et asseyez-vous quelque part à l’écart du labyrinthe. Surveillez le comportement de la souris et notez la séquence du bras que la souris visite dans le labyrinthe (voir Fichier supplémentaire 1).
  4. Arrêtez d’enregistrer la séquence de visite du bras lorsque la souris collecte les huit récompenses alimentaires, ce qui est la fin de la tâche de mémoire de travail, puis laissez-la visiter quatre bras supplémentaires.
    REMARQUE : En faisant cela, les souris peuvent avoir un peu plus de temps avant d’être attrapées, ce qui leur permet de se concentrer sur la tâche de mémoire de travail. Cette étape permet également aux souris de renforcer le fait que les récompenses ne sont pas réapprovisionnées une fois collectées.
  5. Après les quatre visites de bras supplémentaires, retirez la souris du labyrinthe à la fin de la dernière visite de bras en la laissant grimper sur la main tout en couvrant le bras avec l’autre main.
    REMARQUE : En n’attrapant pas les souris dans le hub central, les souris n’associeront pas le fait d’être attrapées au hub central, où les souris décident vers quel bras aller ensuite. Une fois que les souris se sont familiarisées avec la tâche, y compris les visites supplémentaires des bras, elles peuvent se déplacer librement près du dernier puits de nourriture ou passer du temps dans le centre central. Cependant, ils devraient terminer les 4 visites de bras supplémentaires dans les 3 minutes. S’ils ne le terminent pas dans les 5 minutes, remettez-les dans la cage de la maison.
  6. Sélectionnez la cage suivante pour ajuster le niveau d’excitation en tapotant la cage pour le prochain essai.
  7. Nettoyez le labyrinthe comme décrit au point 6.4 (stade d’habituation 1) (environ 2 min).
  8. Passez à la souris suivante et répétez cette opération 6 fois pour chaque souris à tour de rôle pendant 9 jours.
    REMARQUE : La durée moyenne des quatre visites de bras supplémentaires devrait s’allonger lors des essais ultérieurs, à mesure que les souris apprennent à reconnaître quand il n’y a pas d’autres récompenses disponibles ou qu’il n’y a pas de nouveaux bras non visités dans lesquels aller.

10. Marquer des points

  1. Calculez le « score de réussite quotidien » ( %) = 4 (buts) / (nombre total d’entrées de bras[4+Erreurs]) x 100.
    REMARQUE : Après la course forcée, seuls quatre bras sont remplis de la récompense, des objectifs. S’ils saisissent un bras que la souris a visité lors de la course forcée, comptez-le comme une erreur, ainsi que les bras répétés dans la course libre.
  2. Calculer « Score de ratio d’essai parfait » ( %) dans 6 essais = [(nombre d’essais parfaits) / 6 ] x 100
    REMARQUE : Un score parfait signifie qu’il n’y a pas d’erreur de mémoire de travail.
  3. Sélectionnez la vitesse, la distance et l’accélération de la souris dans le logiciel pour l’analyse et calculez les moyennes pour chaque jour. Assurez-vous d’exclure les quatre visites de bras supplémentaires de ces analyses. Mesurez également la durée des quatre visites de bras supplémentaires en examinant les vidéos de suivi de la souris après l’expérience.
    REMARQUE : Les souris peuvent faire des virages rapides immédiatement après être entrées dans un bras. Ne comptez pas et ne marquez pas cela comme une entrée, car il s’agit d’une correction d’erreur rapide, ce qui signifie que la mémoire de travail est valide49. Cependant, si la souris traverse le point médian du bras ou reste dans le bras pendant plus de 3 s, comptez et notez l’entrée. Les scores de réussite quotidiens indiquent les courbes d’apprentissage des souris, et les scores de rapport d’essai parfait indiquent l’efficacité de la rétention de la mémoire de travail.

11. Statistiques

  1. Si vous étudiez la différence entre la ligne de contrôle et une ligne de souris knock-out, comme cela a été fait dans la publication précédente50, effectuez les statistiques comme décrit ci-dessous.
    1. Comparer les données résultantes des groupes témoin et expérimental à l’aide d’une analyse ANOVA bidirectionnelle à mesures répétées avec une analyse a posteriori (par exemple, test de Bonferroni) [en mesurant chaque sujet à 9 points temporels différents].
    2. Si vous comparez des groupes, testez au moins 10 et de préférence ~20 souris dans chaque groupe. Lorsque l’effet de la manipulation génétique, de la formation de lésions ou du traitement médicamenteux est évident, la taille des échantillons peut être plus petite pour conclure.

Résultats

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ce protocole a été utilisé dans notre publication précédente, où nous avons demandé si de nouveaux oligodendrocytes et gaines de myéline sont nécessaires pour la performance des tâches de mémoire de travail spatiale en utilisant des souris MyRF cKO et le contrôle50. Nous avons constaté que les performances de la tâche de mémoire de travail étaient améliorées chez les souris témoins, mais pas chez les souris MyRF cKO. La tâche de mémoire de travail a stimulé et encouragé la prolifération et la différenciation des cellules précurseurs d’oligodendrocytes (OPC), ainsi que la myélinisation des oligodendrocytes (OL) dans les zones cérébrales liées au traitement de la mémoire de travail chez les souris de type sauvage. Nous avons également effectué la tâche d’alternance récompensée T-maze pour évaluer la mémoire de travail spatiale. Cette tâche a été effectuée pour détecter une déficience de mémoire de travail chez les souris MyRF cKO. Cependant, aucune différence significative n’a été observée dans l’analyse histologique entre le groupe de souris qui a eu la tâche d’alternance récompensée par le labyrinthe en T et le groupe témoin de la cage d’origine. Par conséquent, nous avons conclu que le protocole présenté ici est plus efficace que la tâche d’alternance récompensée par le labyrinthe en T pour l’étude de la mémoire de travail.

Chaque souris a eu 6 essais de la tâche de mémoire de travail par jour qui ont duré une heure au total. Ainsi, ce protocole a permis d’inclure un maximum de 8 souris dans une cohorte. Dans les premiers jours de l’accoutumance, les souris passaient un temps inégal dans les bras du labyrinthe et leurs mouvements étaient lents. Ils sont restés longtemps au bout des bras. Jusqu’à la fin du jour 5 de l’accoutumance dans le labyrinthe, ils passaient des temps variables dans les bras du labyrinthe et pouvaient retourner au hub central sans toucher aux récompenses (Figure 3A). Cependant, le sixième jour, les animaux sont entrés dans chaque bras au moins une fois dans un délai de 8 à 15 minutes, ont passé une période similaire dans chaque bras, ce qui indique que les animaux étaient habitués au labyrinthe et étaient prêts pour la tâche (figure 3A, rangée inférieure du jour 6 et figure 3B).

Pendant les phases d’accoutumance, ils se tenaient souvent sur leurs membres postérieurs et levaient les yeux depuis les bras ou le moyeu central. Un comportement similaire a été observé pendant la tâche de mémoire de travail, mais ils n’ont pas nécessairement tourné dans la même direction (par exemple, 2 -> 3-> 5 -> 8 [dans le sens des aiguilles d’une montre] ou 8 -> 5 -> 3 ->2 [dans le sens inverse des aiguilles d’une montre]). Ils pourraient changer de direction (par exemple, 5 -> 4 -> 6 -> 1). Les souris individuelles n’avaient pas de tendance communautaire apparente à choisir la séquence de bras. Les souris ont tendance à passer un peu plus de temps à sélectionner le dernier bras récompensé que le premier bras récompensé dans la course libre. C’était probablement parce qu’ils avaient quatre options parmi lesquelles choisir au premier choix de la course libre, et une seule option pour la dernière récompense. Le premier bras de la phase de course forcée a été présenté à des souris au moins 50 (15+15+15+5) s avant le début de la course libre. Ainsi, cette tâche de mémoire de travail n’était pas très facile à effectuer sans erreurs de mémoire de travail. La vidéo supplémentaire 1 montre une souris subissant un essai parfait le 8e jour de l’entraînement à la tâche de mémoire de travail.

En utilisant l’un ou l’autre système de notation, nous avons constaté que leurs performances étaient presque stables pendant les 3 premiers jours de la période de test de RAM de 9 jours, mais qu’elles s’étaient nettement améliorées par la suite (Figure 4A, B). Après 6 jours d’accoutumance et 9 jours d’entraînement au labyrinthe, les souris mâles C57BL/6 ont régulièrement atteint ≥ taux de réussite quotidien de 80 % à partir du jour 8, défini comme 4/(4+E), où E est le nombre d’erreurs. La distance moyenne parcourue lors des courses libres est devenue plus courte au fil du temps, mais la vitesse moyenne et l’accélération sont restées assez constantes d’un jour à l’autre (figure 4C-F). Les souris pourraient avoir développé un souvenir de peur d’avoir été prises lors des quatre visites supplémentaires du bras, ce qui pourrait être l’une des raisons pour lesquelles les souris ont passé plus de temps vers la fin de l’expérience (Figure 4G).

Dans ce protocole, les étapes d’habituation duraient 6 jours, ce qui pouvait conduire à ajuster l’horloge biologique de l’expérience, même si le cycle lumière/obscurité n’était pas inversé dans une animalerie.

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Figure 1 : spécifications et fonctionnalités de la RAM. (A) Vues du labyrinthe depuis le CCD monté au plafond et de côté, et les dimensions. (B) Le puits de nourriture a été creusé à 1,5 cm sous le niveau du sol du labyrinthe afin que les souris ne puissent pas voir le contenu à une distance de >10 cm. (C) Labyrinthe dans l’arène. Le moyeu central et le bras 1-8 sont illustrés. (D) Schéma de la salle d’expérimentation et des repères visuels extérieurs avec une photographie de la salle. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 2 : Diagrammes de flux des programmes de contrôle du labyrinthe. (A) Étape d’habituation 1 (jours 1 et 2). (B) Étape d’habituation 2 (jours 3 et 4). (C) Stade d’habituation 3 (jours 5 et 6). (D) Tâche de mémoire de travail (jours 7 à 15). (E) Schéma du paradigme de la tâche de mémoire de travail. Les souris sont passées par les quatre bras de course forcée choisis au hasard, ont été confinées dans le moyeu central pendant 5 s, puis ont tenté la course libre pour collecter les récompenses restantes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 3 : Cartes thermiques et cartes des nids d’oiseaux pendant l’habituation de 6 jours. (A) Cartes thermiques des trajectoires des souris pendant les jours d’accoutumance 1 à 6, pour trois souris. Pendant les jours d’accoutumance 3 à 6, les souris ont subi deux essais par jour ; Les cartes thermiques supérieures montrent les premiers essais et les cartes inférieures montrent les deuxièmes essais. (B) Cartes des nids d’oiseaux pour l’habituation au jour 6. Les trois supérieures montrent les premiers essais et les trois inférieures montrent les deuxièmes essais des souris 1, 2 et 3. Le tableau inférieur répertorie les durées d’essai pour les trois mêmes souris. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 4 : tâche de mémoire de travail de la RAM. (A) Taux de réussite quotidien moyen ( %) calculé par [4/(nombre d’entrées de bras pendant la course libre) x 100]. Les scores de 6 essais ont été moyennés pour la journée. (B) Scores d’essai parfaits sur les 9 jours de la tâche. (C) Les distances individuelles parcourues et la moyenne. (D) Vitesses de course individuelles des souris dans la tâche et la moyenne. (E) Accélérations individuelles des souris et de la moyenne. (F) Décélérations individuelles des souris et de la moyenne. (G) Durées individuelles et moyennes des 4 visites supplémentaires au bras. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Vidéo supplémentaire 1 : La souris subit un essai parfait le 8e jour de l’entraînement à la mémoire de travail. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Dossier supplémentaire 1 : Exemple de feuille d’enregistrement. Notez la séquence des visites des bras tout en observant le comportement de la souris. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Discussion

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Entraînement et test de la mémoire de travail dans la RAM
La mémoire de travail est un processus cognitif qui peut retenir une quantité limitée d’informations pendant une courte période pendant qu’elle est manipulée et utilisée dans la planification et l’exécution d’une tâche mentale. Par exemple, mémoriser le code d’entrée d’une porte à distance ou mémoriser le chemin vers une destination spécifique. La double tâche N-back et la tâche d’étendue spatiale sont des tâches de mémoire de travail visuospatiale couramment utilisées dans lesquelles des sujets humains sont invités à mémoriser l’emplacement, l’identité et l’ordre temporel des stimuli. Takeuchi et al. ont constaté que la quantité d’entraînement dans les tâches de mémoire de travail réussies chez l’homme, qui incluent la tâche double N-arrière, est en corrélation avec l’augmentation de l’anisotropie fractionnelle dans la partie antérieure du corps du corps calleux dans leur étude utilisant l’IRM51. Dans notre étude précédente50, en utilisant le protocole décrit dans cet article, nous avons constaté que les oligodendrocytes myélinisants augmentaient dans le corps calleux antérieur et d’autres zones du cerveau que l’on pensait être impliquées dans le traitement de la mémoire de travail, y compris le cortex cingulaire antérieur, qui serait impliqué dans l’attention. L’augmentation des oligodendrocytes est étroitement corrélée à la performance de leur mémoire de travail, ce qui est cohérent avec l’étude chez l’homme par Takeuchi et al 50,51,52. Cependant, il est encore nécessaire d’étudier s’il existe des similitudes dans les processus psychologiques entre les humains et les souris (par exemple, l’électrophysiologie). La mémoire de travail est étroitement liée à l’attention. Il est en corrélation avec les mesures de « l’intelligence fluide » chez l’homme et est important pour l’apprentissage, donc important à étudier. Olton et Samuelson ont décrit une tâche de labyrinthe radial à 8 bras (RAM) pour l’entraînement et l’évaluation de la mémoire spatiale chez les rats20. Dans l’expérience de libre choix, ils ont fourni à tous les bras du labyrinthe 0,1 g de nourriture pour rat, qui n’a pas été réapprovisionnée pendant le test. Ainsi, seules huit récompenses ont été obtenues lors d’un test. Tous les bras étaient ouverts, et les rats avaient un accès immédiat à tous les bras pendant l’expérience. Comme les récompenses alimentaires n’étaient pas réapprovisionnées, les rats devaient utiliser leur mémoire de travail pour éviter de revisiter les bras précédemment visités, afin de récupérer autant de récompenses que possible avant la fin de la tâche. Chaque rat a été placé dans le hub central au début et autorisé à entrer dans n’importe quel bras à volonté, pour récupérer la récompense alimentaire jusqu’à ce que 16 choix de bras soient faits ou que 10 minutes se soient écoulées. Olton et al. ont compté le nombre de bras distincts visités par les rats dans les 8 premiers choix et ont constaté que tous les rats ont choisi en moyenne plus de 7 bras distincts en 10 jours20. Nous avons essayé un protocole similaire avec des souris et avons constaté que les souris, contrairement aux rats, présentaient des guirlandes pendant quelques jours et ne changeaient pas de stratégie par la suite, ce qui contournait l’objectif d’évaluer leur mémoire de travail. La souris a donc été confinée dans le moyeu central entre les visites de bras, en espérant que le confinement dans le moymètre central empêcherait le comportement de chaînage.

Olton et al. ont confiné des rats dans le moyeu central pendant 1 min ou 15 s pour interférer avec n’importe quelle séquence de choix. Cela les empêchait d’adopter leur tendance habituelle à progresser dans le labyrinthe en continu, dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d’une montre20,53. Si le choix d’un bras est aléatoire, tout aussi probable et complètement indépendant des choix précédents, l’expérience est un exemple du « problème d’occupation » classique20, de sorte que les probabilités p(n,8) de sélectionner n bras distincts au cours des huit premières visites successives du bras sont : p(1,8)=4,8x10-7, p(2,8)=4,2x10-4, p(3,8)=0,019, p(4,8)=0,17, p(5,8)=0,42, p(6,8)=0,32, p(7,8)=0,067, p(8,8)=0,0024. À partir de ces probabilités, on peut calculer que la probabilité moyenne de choisir des bras distincts est de 5,3 (valeur d’espérance = figure-discussion-1 = 5,25 ; 5,3/8 = 66 %) sur 8. Olton et al. ont rapporté que, sur une période d’entraînement de 10 jours, les rats sont entrés en moyenne dans 5,7/8 bras distincts (71 % ; plage : 4,2-6,6) au cours des jours 1 à 5, passant à 7,6/8 bras distincts (95 % ; plage : 7,2-8,0) pendant les jours 6 à 1020, ce qui est significativement plus élevé que le hasard. Cela indiquait que les rats utilisaient leur mémoire de travail pour éviter les bras épuisés en nourriture. Nous avons essayé une approche similaire avec des souris, en les confinant au moyeu central pendant 5 secondes entre les visites de bras. Les souris sont entrées en moyenne dans une moyenne de 5,7/8 bras différents par essai à 8 bras au cours des jours 1 à 5 (71 % ; plage : 5,2-5,8 ; onze souris C57BL/6) et 5,9/8 bras au cours des jours 6 et 10 (74 % ; plage : 5,7-6,5 ; onze souris C57BL/6). Par conséquent, les souris ont été incapables d’apprendre, ou ont appris très lentement, pour améliorer leurs performances de recherche de récompenses nettement au-dessus des niveaux de hasard au cours des 10 jours de l’expérience. Par conséquent, les protocoles ci-dessus ont été considérés comme inadaptés aux souris, optant plutôt pour un paradigme de « course forcée/course libre », similaire à celui décrit pour les rats par Sasaki et al.27

Dans le protocole de Sasaki et al.27, tous les bras ont été appâtés au début de l’expérience, les récompenses n’ont pas été réapprovisionnées et chaque rat a d’abord été confiné au moyeu central d’un RAM surélevé ouvert à 8 bras. Ils ont ensuite été relâchés dans chacun des 4 bras présélectionnés, un bras à la fois, sans les confiner dans les bras et le moyeu central entre les visites de bras (la « course forcée »). Après la 4ème visitedu bras, le rat retournait au hub central, et toutes les portes étaient immédiatement ouvertes pour permettre au rat de visiter n’importe quel bras à volonté (la « course libre »). Afin de collecter toutes les récompenses alimentaires restantes de la manière la plus efficace possible pendant la course libre, les animaux doivent se souvenir et éviter les bras qu’ils ont déjà visités lors de la course forcée ou libre. Nous avons utilisé une approche très similaire (Figure 2E) avec des souris. Dans Sasaki et al.27, dix minutes de périodes d’habituation au début de chaque jour d’entraînement RAM ont été remplacées par une seule période d’habituation de 6 jours avant l’entraînement. Une autre modification apportée a permis aux souris d’effectuer quatre visites supplémentaires du bras à la fin de chaque essai, une fois que toutes les récompenses avaient été récupérées. Cela visait à renforcer le fait que les récompenses ne sont pas réapprovisionnées dans les armes précédemment visitées. De plus, puisque les souris apprennent à « éviter le regret »54,55, cela pourrait décourager le comportement de chaînage dans l’essai suivant, car un tel comportement ne serait pas récompensé lors des quatre visites supplémentaires du bras immédiatement avant le début de l’essai suivant. Une autre raison des quatre visites de bras supplémentaires était d’empêcher les souris d’associer une récupération réussie de toutes les récompenses à l’expérience peut-être effrayante d’être attrapée par l’expérimentateur à la fin de la tâche. Les souris ont peut-être développé une mémoire de peur lorsqu’elles ont été attrapées lors des quatre visites supplémentaires du bras, ce qui pourrait être l’une des raisons pour lesquelles elles ont passé plus de temps vers la fin de l’expérience (Figure 4G). En effet, les souris ont brisé le comportement de chaînage en guirlande lors des quatre visites supplémentaires du bras, si elles l’ont fait dans l’essai. De plus, les souris ont été confinées dans chaque bras pendant 15 s pendant la course forcée, puis dans le moyeu central pendant 5 s avant d’ouvrir toutes les portes pour commencer la course libre. Sans confiner la souris dans le moyeu central, les souris avaient tendance à se chaîner en guirlande comme décrit ci-dessus.

Pour la course forcée, nous avons sélectionné parmi un ensemble de cinq séquences pseudo-aléatoires à 4 bras contenant 3 bras adjacents ou moins. Il s’agissait de (1,3,5,7), (2,4,5,8), (1,4,5,7), (2,3,4,7), (1,2,5,6), et leurs variations de différents ordres et rotations des bras, numérotant les bras de 1 à 8 dans le sens des aiguilles d’une montre à partir du haut (Figure 1C). Chaque souris d’une cohorte a subi six essais (un essai = course forcée + 5 s de confinement dans le hub central + course libre) par jour pendant la phase de post-accoutumance de 9 jours du test RAM. Pendant la course libre, si une souris ne faisait que quatre visites de bras pour récupérer les quatre récompenses restantes après la course forcée, on appelait cela un « essai parfait ». Leur performance pendant les 9 jours de formation a été quantifiée par le « score de taux de réussite quotidien », calculé comme 4/(4+E), où E est le nombre d’erreurs pendant la course libre ou la proportion d’essais qui étaient des « essais parfaits » (c’est-à-dire E=0). Par exemple, si une souris a eu besoin de 7 visites de bras pour récupérer les 4 récompenses restantes pendant la course libre, alors le « score de taux de réussite quotidien » serait de 4/7 = 0,57 ou 57 % et un essai parfait obtiendrait un score de 100 % sur cette échelle ; Si une souris a fait 5 essais parfaits ce jour-là, le score du ratio d’essai parfait serait de 5/6 = 83,3 %.

Les scores de taux de réussite quotidiens obtenus par chaînage ont été calculés manuellement pour chacun des modèles de course forcée à 4 bras utilisés (paragraphe précédent), en supposant que les souris commencent leur course libre au hasard dans l’un des 8 bras de la RAM. Le score moyen sur de nombreux essais qui peut être obtenu par chaînage est compris entre 53 % et 56 % pour les modèles de bras individuels à course forcée, ou ~55 % de modèles de bras globaux. La probabilité d’obtenir un score parfait (100 %) par chaînage est nulle, et celle par des visites aléatoires du bras est de <1 % (4/8 x 3/7 x 2/7 x 1/7 = 0,87 %), en supposant que les souris ne reviennent jamais dans le bras qu’elles viennent de quitter. Par conséquent, les scores moyens de réussite quotidienne (>80 %) et le pourcentage de scores d’essai parfaits (>60 %) atteints par nos souris au cours des 2 derniers jours de la période de test de 9 jours (Figure 4A, B) n’ont pu être atteints de manière cohérente qu’en utilisant une stratégie basée sur la mémoire de travail.

Les souris qui étaient familières avec la tâche avaient tendance à flâner au dernier puits de nourriture, ou dans le hub central, une fois qu’elles avaient consommé toutes les récompenses, et elles avaient également tendance à passer plus de temps sur les quatre visites de bras supplémentaires à la fin de la tâche (Figure 4G), ce qui suggère qu’elles avaient appris la « règle » selon laquelle chaque bras contenait une et une seule récompense. et aussi qu’ils pouvaient garder une trace du fait qu’ils avaient visité toutes les armes disponibles. Pour les souris d’un patrimoine génétique différent de celui utilisé ici (C57BL/6), les résultats peuvent varier car le fond génétique compte dans les expériences comportementales 56,57,58. Cependant, dans notre étude précédente50, en utilisant des souris avec un fond mixte C57BL/6, CBA, 129P2 mais rétrocroisé avec des souris C57BL/6J, il a été constaté que leurs performances de tâche de mémoire de travail étaient considérablement améliorées en utilisant le protocole décrit ici, avec moins de souris ayant recours à la connexion en guirlande pendant la course libre. Koike et al.59 ont rapporté que toutes les 129 sous-souches consanguines de souris portent un polymorphisme de délétion du Disc-1 consistant en une délétion de 25 pb dans l’exon 6 du Disc-1 qui provoque un décalage du cadre de lecture et une troncature de la protéine DISC-1, affectant sa fonctionnalité60,61. Cette mutation a provoqué une altération de la mémoire de travail lorsqu’elle a été étudiée avec la tâche d’alternance retardéeT-maze 59, une autre tâche de labyrinthe win-shift motivée de manière appétitive, expliquant peut-être pourquoi les souris témoins utilisées dans notre étude précédente50 avaient des scores de mémoire de travail légèrement inférieurs à ceux des souris consanguines C57BL / 6. Nous utilisons toujours des souris qui se situent dans la fourchette de poids corporel normale pour leur âge et leur tension afin d’éviter les difficultés à maintenir leur poids entre 85 % et 90 %. La taille de la portée pourrait influencer la mémoire spatiale et le comportement anxieux en raison de la suralimentation au début de la vie dans une souche appelée NMRI62. La petite taille de la portée entraîne une suralimentation et une augmentation du poids corporel chez les souches de souris NMRI et C57BL/6. Cependant, les deux souches ont résolu différemment les tâches d’apprentissage spatial. Alors que les souris C57BL/6 n’ont pas montré de différences entre la taille des portées petites et celles des portées témoins, les souris NMRI ont montré une altération significative dans la phase d’apprentissage avec le test du labyrinthe aquatique de Morris (MWM) et une légère altération avec la tâche d’alternance spontanée du labyrinthe en Y, bien que cela ne soit pas significatif. De plus, la petite taille de la portée a significativement diminué les niveaux de protéines du facteur neurotrophique dérivé du cerveau de l’hippocampe (BDNF) et augmenté la teneur en protéines de l’interleukine-1b de l’hippocampe (IL-1b) après les tests MWM et Y-maze dans la souche NMRI. Cependant, ces changements n’ont pas été observés dans la souche C57BL/6. La souche NMRI de souris a montré une augmentation significative des comportements anxieux et des niveaux de corticostérone induits par le stress lorsqu’elle était élevée dans de petites portées. En revanche, la petite taille des portées de la souche C57BL/6 a entraîné une réduction des comportements anxieux et des niveaux de corticostérone. Par conséquent, il est important de prendre en compte la taille de la portée de la souche de souris lors de la conception d’expériences de comportement.

Différences comportementales entre les rats et les souris
La plupart des tâches cognitives ont été conçues à l’origine pour les rats. De plus, l’apprentissage spatial et la mémoire ont été largement étudiés chez les rats. En raison de l’avantage des technologies transgéniques et de modification du génome d’aujourd’hui pour les souris, les chercheurs appliquent souvent des protocoles conçus pour les rats aux souris. Cependant, il existe des différences comportementales constantes entre les rats et les souris 3,4,5,6,7. Par exemple, ils ont des différences de préférence (préférence sociale pour les rats et préférence alimentaire pour les souris)3 et utilisent des stratégies différentes pour négocier différentes tâches du labyrinthe (labyrinthes aquatiques ou terrestres)4. De plus, les souris ont tendance à mettre plus de temps à obtenir de bons scores d’apprentissage spatial dans la RAM à 8 bras4, 8, 9, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles les souris sont généralement considérées comme inférieures aux rats dans les tâches d’apprentissage spatial.

Les rats et les souris diffèrent également dans leur comportement général, y compris leurs réponses au stress ou à la gestion de la peur 3,4,5,6,7,10. Par exemple, des études antérieures ont révélé un faible apprentissage de l’extinction de la peur chez les souris adolescentes 11,12,13,14, mais pas chez les rats 15,16,17,18. De plus, les souris sont plus sujettes au stress et n’aiment pas être manipulées par rapport aux rats, qui, lorsqu’ils sont familiers avec la manipulation, aiment apparemment être chatouillés par le manipulateur et essaient d’interagir avec les manipulateurs pour plus de chatouilles19. Par conséquent, la gestion de la peur est un facteur important à prendre en compte lors de l’étude du comportement des souris. De plus, Borrow et al.63 ont rapporté que le stress variable chronique diminue l’ARNm de l’ocytocine et augmente le volume soma des neurones de l’ocytocine dans le noyau paraventriculaire. De plus, des études récentes ont montré que la manipulation en tunnel peut réduire le stress et améliorer les performances dans les expériences comportementales 38,39,40. Par conséquent, il est important d’éviter de stresser les souris pendant ou avant les expériences comportementales.

Les souris n’aiment pas être exposées à l’air libre, par exemple, dans le test en plein air ou dans le labyrinthe surélevé, préférant les endroits plus fermés et plus sombres64,65. Dans le contexte de la RAM, le hub central est l’espace le plus ouvert, et c’est à partir de là que les souris décident quel bras visiter ensuite. S’ils sont anxieux dans le hub central, ils risquent d’être distraits de la tâche et d’obtenir des résultats inférieurs à la normale. Pour cette raison, nous avons décidé d’attraper les souris dans l’un des bras radiaux (voir la partie procédure), et non dans le moyeu central, afin qu’elles n’associent pas le moyeu à une expérience effrayante.

Lorsqu’ils explorent le RAM à 8 bras pour des récompenses alimentaires, les rats qui émergent d’un bras donné ont tendance à tourner à angle droit pour leur prochaine visite de bras, sautant le bras intermédiaire, et visitent rarement les bras de manière séquentielle (ce que nous appelons le « chaînage ») ; C’est-à-dire que les rats ont tendance à visiter dans l’ordre 1,3,5,7 et non 1,2,3,4 20,53,66. En revanche, les souris adoptent souvent une stratégie de chaînage, peut-être en raison de la taille de leur corps et de leur flexibilité. La stratégie de chaînage est un moyen assez rentable pour les souris de récupérer les récompenses alimentaires, mais c’est un inconvénient considérable pour l’expérimentateur qui essaie de tester la mémoire de travail spatiale, car elle contourne le but de l’expérience67. Cependant, l’exposition au stress peut affecter la capacité d’apprentissage et modifier la stratégie d’apprentissage68. Étant donné que l’approche en guirlande peut indiquer un stress, il est important de s’assurer que les souris ne sont pas stressées. Nous décrivons notre protocole actuel comme étant sans stress pour les souris pendant la tâche de mémoire de travail, car les souris n’utilisent pas la stratégie de chaînage en guirlande.

Il est connu que les souris s’appuient davantage sur des repères visuels distaux que sur des repères visuels proximaux lorsqu’elles naviguent dans le labyrinthe 48,69,70. Nous avons constaté que l’incorporation de repères visuels proximaux supplémentaires imprimés sur des morceaux de papier et placés sur les parois arrière de tous les bras ne réduisait pas ce comportement, ce qui est cohérent avec l’affirmation d’Olton et al. pour les rats20. Cependant, le fait de placer des balises aux bras du but comme signal intralabyrinthe a aidé les souris plus que les signaux extralabyrinthiques à résoudre la tâche du test de mémoire de référence et de mémoire de travail du labyrinthe radial à 6 bras dans une expérience71. De plus, différentes souches de souris présentent des capacités visuelles différentes72, mais leur capacité d’apprentissage visuo-spatial et leur mémoire testée dans le labyrinthe de Barnes ne reflétaient pas nécessairement leur capacité visuelle, ce qui suggère que les souris ayant de faibles capacités visuelles, telles que BALB/c, peuvent s’appuyer sur différents processus cérébraux. Ainsi, les expérimentateurs doivent réfléchir aux indices qu’ils souhaitent utiliser pour s’adapter au mieux à leurs expériences.

Réduire l’anxiété chez les souris lors de la manipulation
Il est bien connu que la manipulation du stress influence les animaux sur le plan physiologique et comportemental 73,74,75,76,77. De plus, Sandi et al ont démontré que la déficience de la mémoire spatiale causée par un stress aigu est associée à une diminution de l’expression de la molécule d’adhésion cellulaire neurale (NCAM) dans l’hippocampe et le cortex préfrontal en testant des rats dans une tâche de labyrinthe aquatique dépendant de l’hippocampe en utilisant une chatte comme facteur de stress entre le dernier essai d’apprentissage et le test de sonde78, ce qui suggère que l’hippocampe et le cortex préfrontal sont vulnérables à des niveaux élevés de stress. Par conséquent, il est important de réduire le stress et l’anxiété chez les animaux de laboratoire afin d’éviter les variations inexpliquées au sein des études sur les animaux et entre elles. En particulier, les tâches de mémoire de travail nécessitent que les animaux se concentrent pendant la tâche, il faut donc éviter les distractions inutiles. Les protocoles publiés pour tester la mémoire de travail chez les rats, ou la mémoire de travail et la mémoire de référence ensemble, n’incluent souvent pas de détails importants tels que comment, quand et d’où les expérimentateurs retirent les animaux du labyrinthe à la fin de la tâche. Étant donné que les souris sont moins sociales que les rats avec le manipulateur et sont plus sujettes au stress, ces détails sont plus importants pour les expériences sur les souris. Les rongeurs peuvent développer une mémoire épisodique, qui est une forme de mémoire à long terme explicite qui comprend la mémoire des temps, des lieux et des émotions associées 79,80,81. Par conséquent, nous avons choisi de ne pas retirer les souris du labyrinthe immédiatement après qu’elles aient collecté toutes les récompenses alimentaires dans la RAM, mais plutôt de leur permettre d’effectuer quatre visites de bras ultérieures sans obtenir de récompenses alimentaires. Cela a été fait pour empêcher les souris d’associer la récupération réussie de toutes les récompenses à l’expérience peut-être effrayante d’être attrapé par l’expérimentateur, ce qui est important, en particulier pour les premières étapes de l’apprentissage dans la RAM. De plus, les quatre visites de bras supplémentaires non récompensées peuvent renforcer le fait que les récompenses alimentaires ne sont pas réapprovisionnées dans les bras que les souris ont déjà visités. Si la manipulation n’est pas trop stressante pour les souris, elles interagissent plus souvent avec l’expérimentateur38. Pour éviter le stress, soulevez la souris de sa cage d’accueil au début de l’expérience RAM à l’aide d’un tube en papier dans la cage d’accueil fournie lorsqu’elles ont été séparées de la cage groupée pour l’expérience38, ou bien laissez la souris grimper volontairement sur la main de l’expérimentateur, lorsqu’elle les manipule dans leur cage d’accueil avant l’expérience et lorsqu’elle les amène de leur cage d’accueil au labyrinthe. Lorsque vous récupérez les souris du labyrinthe à la fin d’une expérience, ne les poursuivez pas dans le labyrinthe, mais bloquez plutôt l’entrée du bras du labyrinthe d’une main et laissez les souris grimper dessus, tout en couvrant le bras du labyrinthe avec l’autre main pour empêcher la souris de sauter hors du labyrinthe. Cela réduit le stress d’être poursuivi dans le labyrinthe ou d’être attrapé par la queue. Les expérimentateurs masculins sont parfois plus stressants que les expérimentateurs féminins, en ce qui concerne les souris82. Cependant, en prêtant attention aux étapes de réduction du stress décrites ici, il a été constaté que les expérimentateurs masculins pouvaient effectuer les tests RAM sans problèmes majeurs. Ainsi, la façon de gérer les souris est plus importante.

Différences entre les sexes
Seules les souris mâles sont utilisées dans les expériences rapportées ici en raison des divers impacts du sexe sur la cognition, l’apprentissage et la mémoire observés chez différentes espèces (rongeurs et humains), et parce que les réponses d’adaptation au stress diffèrent entre les mâles et les femelles 63,83,84,85,86,87. Cependant, lors de l’interprétation des résultats obtenus avec des rongeurs pour d’éventuels avantages pour les humains, il est important d’étudier les deux sexes. Les directives des NIH et d’autres conseils de financement suggèrent également d’utiliser des animaux mâles et femelles.

Avantages du protocole
Notre labyrinthe radial semi-automatisé à 8 bras est un labyrinthe fermé avec des parois en acrylique blanc opaque mais sans couvercles (voir la figure 1A pour les dimensions). En naviguant dans le labyrinthe, les souris ne peuvent pas voir l’expérimentateur, ce qui peut être une distraction dans les labyrinthes avec des murs transparents ou des bras ouverts et surélevés, mais elles peuvent voir des repères visuels distaux extralabyrinthiques au-dessus du labyrinthe (voir Figure 1). De plus, ce protocole est, en principe, applicable à l’imagerie in vivo en temps réel et à l’électrophysiologie, car il n’y a pas de câblage au-dessus du labyrinthe et les souris peuvent apprendre la tâche efficacement.

Orientations futures
Le protocole actuel est de 15 jours entre l’habituation et la fin de la tâche de mémoire de travail. Nous avons exécuté le protocole sans pause le week-end ; Cependant, avoir une pause de week-end après l’accoutumance de 6 jours ne devrait pas avoir d’impact significatif sur la tâche de mémoire de travail suivante de 9 jours. Prendre une pause d’un week-end pendant la tâche de mémoire de travail de 9 jours peut ralentir l’apprentissage chez la souris. Ainsi, avoir deux expérimentateurs bien formés à la manipulation des souris pourrait aider à réduire le stress des expérimentateurs sans ralentir l’apprentissage des souris. Selon la figure 4A, B, les trois premiers jours sont cruciaux, car les souris réalisent plus d’un essai parfait en moyenne après le quatrième jour. Par conséquent, il est conseillé d’éviter les pauses pendant les trois premiers jours. Si la tâche de mémoire de travail est trop facile pour les souris qui vous intéressent, il pourrait être nécessaire d’augmenter le temps de confinement après des courses forcées. Celles-ci doivent être adaptées à des cas individuels.

Déclarations de divulgation

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nous remercions nos collègues de l’Institut Wolfson pour la recherche biomédicale pour les discussions utiles et David Bannerman (Université d’Oxford) pour ses conseils sur le comportement des souris et pour avoir examiné une première ébauche de l’article. Nous remercions également Matthew Grist pour son soutien technique et administratif. Cette recherche a été financée par le Wellcome Trust [108726/Z/15/Z et 214286/Z/18/Z] et le Gerald Choa Neuroscience Institute [PJ8425013].

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Pince à artère ou pinceN’importe quelN/APour couper le chow standard
C57BL/6J sourisJackson de laboratoire0006642~3 mois
Lait concentré (œillet)NestléN/AUtilisé comme récompense dans la tâche
Eau distilléeN’importe quelN/APour le nettoyage et le diluant du lait concentré
EthovisionXT13  ;NoldusN/AContrôlez les portes du labyrinthe et la souris de suivi
--Module de points de corps multiplesNoldusN/APour le suivi de points de corps
multiples--Essai et Module de contrôle matérielNoldusN/APour l’essai & Hardware Control
-- I/O boxNoldusN/AContrôler les portes du labyrinthe
Repères visuels ExtramazeN’importe quelN/APour cartographier le labyrinthe par des souris
Caméra haute résolutionTracksysN/APour le suivi et le tournage des souris
PaintbrushN’importe quelN/APour nettoyer
tunnel de papierN’importe quelN/APour manipuler les souris
Igloo en papierN/APour l’emboîtement Bandes d’emboîtement
papierToutN/APour l’emboîtement
Pipetteman P1000  ;GilsonF144059MPour fournir du lait concentré dilué à la cage domestique
Pointe de pipette P1000N’importe quelle
pipette P200GilsonF144058MPour appâter le labyrinthe
Pointe de pipette P200N’importequel labyrinthe
à bras radialTracksysN/A
Lampes d’ambianceN/APour même éclairage dans le labyrinthe
Petit gobelet en plastiqueToutN/APour fournir du lait concentré dilué à la cage domestique
Haut-parleurs pour le bruit blancToutN/APour jouer du bruit blanc
Standard chowToutN/APour restriction alimentaire
papier de soie ToutN/APour nettoyer
l’objectif verifocalTracksysN/A5-50 mm, mise au point manuelle, iris manuel
Bloc d’occlusion en boisToutN/APour l’emboîtement d’un
tube à centrifuger de 50 mlFalconFalcon&trade ; 352070Pour mélanger le lait condensé avec de l’eau distillée (1:1)
le en sur mesure

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Baddeley, A. Working memory. Science. 255 (5044), 556-559 (1992).
  2. Wang, L., Sheng, A., Chang, L., Zhou, R. Improving fluid intelligence of children through working memory training: The role of inhibition control. Front Psychol. 13, 1025036(2022).
  3. Reppucci, J. C., Brown, L. A., Chambers, A. Q., Veenema, A. H. Wistar rats and C57BL/6 mice differ in their motivation to seek social interaction versus food in the Social versus Food Preference Test. Physiol Behav. 227, 113162(2020).
  4. Whishaw, I. Q., Tomie, J. Of mice and mazes: similarities between mice and rats on dry land but not water mazes. Physiol Behav. 60 (5), 1191-1197 (1996).
  5. Cressant, A., Besson, M., Suarez, S., Cormier, A., Granon, S. Spatial learning in Long-Evans Hooded rats and C57BL/6J mice: different strategies for different performance. Behav Brain Res. 177 (1), 22-29 (2007).
  6. Hok, V., Poucet, B., Duvelle, E., Save, E., Sargolini, F. Spatial cognition in mice and rats: similarities and differences in brain and behavior. Wiley Interdiscip Rev Cogn Sci. 7 (6), 406-421 (2016).
  7. Bisby, M. A., Stylianakis, A. A., Baker, K. D., Richardson, R. Fear extinction learning and retention during adolescence in rats and mice: A systematic review. Neurosci Biobehav Rev. , 1264-1274 (2021).
  8. Mizuno, M., Yamada, K., Olariu, A., Nawa, H., Nabeshima, T. Involvement of brain-derived neurotrophic factor in spatial memory formation and maintenance in a radial arm maze test in rats. J Neurosci. 20 (18), 7116-7121 (2000).
  9. Rai, R., Singh, H. K., Prasad, S. A special extract of Bacopa monnieri (CDRI-08) restores learning and memory by upregulating expression of the NMDA receptor subunit GluN2B in the brain of scopolamine-induced amnesic mice. Evid Based Complement Alternat Med. 2015, 254303(2015).
  10. Ellenbroek, B., Youn, J. Rodent models in neuroscience research: is it a rat race. Dis Model Mech. 9 (10), 1079-1087 (2016).
  11. Hefner, K., Holmes, A. Ontogeny of fear-, anxiety- and depression-related behavior across adolescence in C57BL/6J mice. Behav Brain Res. 176 (2), 210-215 (2007).
  12. Pattwell, S. S., et al. Altered fear learning across development in both mouse and human. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (40), 16318-16323 (2012).
  13. Pattwell, S. S., et al. Dynamic changes in neural circuitry during adolescence are associated with persistent attenuation of fear memories. Nat Commun. 7, 11475(2016).
  14. Riddle, M. C., et al. Caloric restriction enhances fear extinction learning in mice. Neuropsychopharmacology. 38 (6), 930-937 (2013).
  15. Cruz, E., Lopez, A. V., Porter, J. T. Spontaneous recovery of fear reverses extinction-induced excitability of infralimbic neurons. PLoS One. 9 (8), e103596(2014).
  16. Barbayannis, G., et al. Differential effects of stress on fear learning and activation of the amygdala in pre-adolescent and adult male rats. Neuroscience. 360, 210-219 (2017).
  17. Chen, C. V., Chaby, L. E., Nazeer, S., Liberzon, I. Effects of trauma in adulthood and adolescence on fear extinction and extinction retention: advancing animal models of posttraumatic stress disorder. Front Behav Neurosci. 12, 247(2018).
  18. Schipper, P., et al. Impaired fear extinction recall in serotonin transporter knockout rats is transiently alleviated during adolescence. Brain Sci. 9 (5), 9050118(2019).
  19. Ishiyama, S., Brecht, M. Neural correlates of ticklishness in the rat somatosensory cortex. Science. 354 (6313), 757-760 (2016).
  20. Olton, D. S., Samuelson, R. J. Remembrance of places passed - spatial memory in rats. J Exp Psychol Anim Behav Process. 2 (2), (1976).
  21. Kraemer, P. J., Gilbert, M. E., Innis, N. K. The influence of cue type and configuration upon radial-maze performance in the rat. Animal Learning & Behavior. 11, 373-380 (1983).
  22. Wenk, G. L. Assessment of spatial memory using the radial arm maze and Morris water maze. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8 5A), (2004).
  23. Harper, D. N., Dalrymple-Alford, J. C., McLean, A. P. Production of a serial position effect in rats using a 12-arm radial maze. J Neurosci Methods. 44 (2-3), 197-207 (1992).
  24. Schmitt, W. B., Deacon, R. M., Seeburg, P. H., Rawlins, J. N., Bannerman, D. M. A within-subjects, within-task demonstration of intact spatial reference memory and impaired spatial working memory in glutamate receptor-A-deficient mice. J Neurosci. 23 (9), 3953-3959 (2003).
  25. Brown, M. F. The effects of maze-arm length on performance in the radial-arm maze. Animal Learning & Behavior. 18, 13-22 (1990).
  26. Olton, D. S., Papas, B. C. Spatial memory and hippocampal function. Neuropsychologia. 17 (6), 669-682 (1979).
  27. Sasaki, T., et al. Dentate network activity is necessary for spatial working memory by supporting CA3 sharp-wave ripple generation and prospective firing of CA3 neurons. Nat Neurosci. 21 (2), 258-269 (2018).
  28. Jew, K., et al. Selective memory and behavioral alterations after ambient ultrafine particulate matter exposure in aged 3xTgAD Alzheimer's disease mice. Part Fibre Toxicol. 16 (1), 45(2019).
  29. Harvey, R. E., Thompson, S. M., Sanchez, L. M., Yoder, R. M., Clark, B. J. Post-training inactivation of the anterior thalamic nuclei impairs spatial performance on the radial arm maze. Front Neurosci. 11, 94(2017).
  30. Morris, R. G. M. Spatial localization does not require the presence of local cues. Learning and Motivation. 12 (2), (1981).
  31. Buresova, O., Bures, J., Oitzl, M. S., Zahalka, A. Radial maze in the water tank: an aversively motivated spatial working memory task. Physiol Behav. 34 (6), 1003-1005 (1985).
  32. Buresova, O., Bolhuis, J. J., Bures, J. Differential effects of cholinergic blockade on performance of rats in the water tank navigation task and in a radial water maze. Behav Neurosci. 100 (4), 476-482 (1986).
  33. Olton, D. S., Walker, J. A., Gage, F. H. Hippocampal connections and spatial discrimination. Brain Res. 139 (2), 295-308 (1978).
  34. Olton, D. S., Werz, M. A. Hippocampal function and behavior: spatial discrimination and response inhibition. Physiol Behav. 20 (5), 597-605 (1978).
  35. Olton, D. S., Branch, M., Best, P. J. Spatial correlates of hippocampal unit activity. Exp Neurol. 58 (3), 387-409 (1978).
  36. Honig, W. K. Studies of Working Memory in the Pigeon. 38, 1 edn, (1978).
  37. Brolese, G., Lunardi, P., Lopes, F., Gonçalves, C. -A. Chapter 2 - Prenatal Alcohol Exposure and Neuroglial Changes in Neurochemistry and Behavior in Animal Models. , Academic Press. 11-22 (2017).
  38. Gouveia, K., Hurst, J. L. Reducing mouse anxiety during handling: Effect of experience with handling tunnels. PLoS One. 8 (6), e66401(2013).
  39. Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Sci Rep. 7, 44999(2017).
  40. Gouveia, K., Hurst, J. L. Improving the practicality of using non-aversive handling methods to reduce background stress and anxiety in laboratory mice. Sci Rep. 9 (1), 20305(2019).
  41. Ebbesen, C. L., Froemke, R. C. Body language signals for rodent social communication. Curr Opin Neurobiol. 68, 91-106 (2021).
  42. Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7 (6), 447-449 (2010).
  43. Tordoff, M. G., Pilchak, D. M., Williams, J. A., McDaniel, A. H., Bachmanov, A. A. The maintenance diets of C57BL/6J and 129X1/SvJ mice influence their taste solution preferences: implications for large-scale phenotyping projects. J Nutr. 132 (8), 2288-2297 (2002).
  44. Prior, H. Effects of the acoustic environment on learning in rats. Physiol Behav. 87 (1), 162-165 (2006).
  45. Prior, H., Schwegler, H., Ducker, G. Dissociation of spatial reference memory, spatial working memory, and hippocampal mossy fiber distribution in two rat strains differing in emotionality. Behav Brain Res. 87 (2), 183-194 (1997).
  46. Lai, H. Acute exposure to noise affects sodium-dependent high-affinity choline uptake in the central nervous system of the rat. Pharmacol Biochem Behav. 28 (2), 147-151 (1987).
  47. Granon, S., Poucet, B., Thinus-Blanc, C., Changeux, J. P., Vidal, C. Nicotinic and muscarinic receptors in the rat prefrontal cortex: differential roles in working memory, response selection and effortful processing. Psychopharmacology (Berl). 119 (2), 139-144 (1995).
  48. Hebert, M., Bulla, J., Vivien, D., Agin, V. Are distal and proximal visual cues equally important during spatial learning in mice? a pilot study of overshadowing in the spatial domain. Front Behav Neurosci. 11, 109(2017).
  49. Yamamoto, J., Suh, J., Takeuchi, D., Tonegawa, S. Successful execution of working memory linked to synchronized high-frequency gamma oscillations. Cell. 157 (4), 845-857 (2014).
  50. Shimizu, T., et al. Oligodendrocyte dynamics dictate cognitive performance outcomes of working memory training in mice. Nat Commun. 14 (1), 6499(2023).
  51. Takeuchi, H., et al. Training of working memory impacts structural connectivity. J Neurosci. 30 (9), 3297-3303 (2010).
  52. Wu, D., et al. Persistent neuronal activity in anterior cingulate cortex correlates with sustained attention in rats regardless of sensory modality. Sci Rep. 7, 43101(2017).
  53. David, S., Olton, C. C., Ann Werz Mary, Spatial memory and radial arm maze performance of rats. Learning and Motivation. 8 (3), 289-314 (1977).
  54. Steiner, A. P., Redish, A. D. Behavioral and neurophysiological correlates of regret in rat decision-making on a neuroeconomic task. Nat Neurosci. 17 (7), 995-1002 (2014).
  55. Sweis, B. M., Thomas, M. J., Redish, A. D. Mice learn to avoid regret. PLoS Biol. 16 (6), e2005853(2018).
  56. Sultana, R., Ogundele, O. M., Lee, C. C. Contrasting characteristic behaviours among common laboratory mouse strains. R Soc Open Sci. 6 (6), 190574(2019).
  57. Marchette, R. C. N., Bicca, M. A., Santos, E., de Lima, T. C. M. Distinctive stress sensitivity and anxiety-like behavior in female mice: Strain differences matter. Neurobiol Stress. 9, 55-63 (2018).
  58. Brooks, S. P., Pask, T., Jones, L., Dunnett, S. B. Behavioural profiles of inbred mouse strains used as transgenic backgrounds. I: motor tests. Genes Brain Behav. 3 (4), 206-215 (2004).
  59. Koike, H., Arguello, P. A., Kvajo, M., Karayiorgou, M., Gogos, J. A. Disc1 is mutated in the 129S6/SvEv strain and modulates working memory in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (10), 3693-3697 (2006).
  60. Gomez-Sintes, R., Kvajo, M., Gogos, J. A., Lucas, J. J. Mice with a naturally occurring DISC1 mutation display a broad spectrum of behaviors associated to psychiatric disorders. Front Behav Neurosci. 8, 253(2014).
  61. Clapcote, S. J., Roder, J. C. Deletion polymorphism of Disc1 is common to all 129 mouse substrains: implications for gene-targeting studies of brain function. Genetics. 173 (4), 2407-2410 (2006).
  62. Salari, A. A., Samadi, H., Homberg, J. R., Kosari-Nasab, M. Small litter size impairs spatial memory and increases anxiety- like behavior in a strain-dependent manner in male mice. Sci Rep. 8 (1), 11281(2018).
  63. Borrow, A. P., Bales, N. J., Stover, S. A., Handa, R. J. Chronic Variable Stress Induces Sex-Specific Alterations in Social Behavior and Neuropeptide Expression in the Mouse. Endocrinology. 159 (7), 2803-2814 (2018).
  64. Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nat Protoc. 2 (2), 322-328 (2007).
  65. Võikar, V., Stanford, S. C. The Open Field Test. 190, Humana. New York, NY. 9-29 (2023).
  66. Haga, Y. Effects of food deprivation and food reward on the behavior of rats in the radial-arm maze. Jpn. Psychol. Res. 37 (4), 252-257 (1995).
  67. Vorhees, C. V., Williams, M. T. Assessing spatial learning and memory in rodents. ILAR J. 55 (2), 310-332 (2014).
  68. Schwabe, L. Stress and the engagement of multiple memory systems: integration of animal and human studies. Hippocampus. 23 (11), 1035-1043 (2013).
  69. Bannerman, D. M., et al. Dissecting spatial knowledge from spatial choice by hippocampal NMDA receptor deletion. Nat Neurosci. 15 (8), 1153-1159 (2012).
  70. Bannerman, D. M., et al. Hippocampal synaptic plasticity, spatial memory and anxiety. Nat Rev Neurosci. 15 (3), 181-192 (2014).
  71. Yoder, R. M., Kirby, S. L. Otoconia-deficient mice show selective spatial deficits. Hippocampus. 24 (10), 1169-1177 (2014).
  72. Wong, A. A., Brown, R. E. Visual detection, pattern discrimination and visual acuity in 14 strains of mice. Genes Brain Behav. 5 (5), 389-403 (2006).
  73. Meaney, M. J., et al. Early environmental regulation of forebrain glucocorticoid receptor gene expression: implications for adrenocortical responses to stress. Dev Neurosci. 18 (1-2), 49-72 (1996).
  74. Nunez, J. F., Ferre, P., Escorihuela, R. M., Tobena, A., Fernandez-Teruel, A. Effects of postnatal handling of rats on emotional, HPA-axis, and prolactin reactivity to novelty and conflict. Physiol Behav. 60 (5), 1355-1359 (1996).
  75. Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. Laboratory routines cause animal stress. Contemp Top Lab Anim Sci. 43 (6), 42-51 (2004).
  76. Meijer, M. K., Sommer, R., Spruijt, B. M., van Zutphen, L. F., Baumans, V. Influence of environmental enrichment and handling on the acute stress response in individually housed mice. Lab Anim. 41 (2), 161-173 (2007).
  77. Ghosal, S., et al. Mouse handling limits the impact of stress on metabolic endpoints. Physiol Behav. 150, 31-37 (2015).
  78. Sandi, C., et al. Acute stress-induced impairment of spatial memory is associated with decreased expression of neural cell adhesion molecule in the hippocampus and prefrontal cortex. Biol Psychiatry. 57 (8), 856-864 (2005).
  79. Tulving, E. Organization of Memory. Tulving, E., Donaldson, W. , Academic Press. (1972).
  80. Panoz-Brown, D., et al. Rats Remember Items in Context Using Episodic Memory. Curr Biol. 26 (20), 2821-2826 (2016).
  81. Fellini, L., Morellini, F. Mice create what-where-when hippocampus-dependent memories of unique experiences. J Neurosci. 33 (3), 1038-1043 (2013).
  82. Sorge, R. E., et al. Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents. Nat Methods. 11 (6), 629-632 (2014).
  83. Pawluski, J. L., Kokras, N., Charlier, T. D., Dalla, C. Sex matters in neuroscience and neuropsychopharmacology. Eur J Neurosci. 52 (1), 2423-2428 (2020).
  84. Gogos, A., Sbisa, A., Witkamp, D., van den Buuse, M. Sex differences in the effect of maternal immune activation on cognitive and psychosis-like behaviour in Long Evans rats. Eur J Neurosci. 52 (1), 2614-2626 (2020).
  85. Espinosa-Garcia, C., et al. Sex differences in the performance of cognitive tasks in a murine model of metabolic syndrome. Eur J Neurosci. 52 (1), 2724-2736 (2020).
  86. Conner, M. R., Adeyemi, O. M., Anderson, B. J., Kritzer, M. F. Domain-specific contributions of biological sex and sex hormones to what, where and when components of episodic-like memory in adult rats. Eur J Neurosci. 52 (1), 2705-2723 (2020).
  87. Sensini, F., et al. The impact of handling technique and handling frequency on laboratory mouse welfare is sex-specific. Sci Rep. 10 (1), 17281(2020).

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