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Gli individui con diagnosi di schizofrenia (SCZ) presentano spesso deficit sensomotori. In questi pazienti è spesso riportata una diminuzione della risposta alla stimolazione sensoriale e difficoltà nel discernere informazioni rilevanti da diversi input sensoriali 1,2. Per gli individui sani, fornire uno stimolo più debole prima di uno più forte diminuisce il consueto riflesso di trasalimento allo stimolo più forte3. Questo fenomeno è noto come inibizione prepulsata (PPI) ed è stato utilizzato per studiare i deficit di gating sensoriale in pazienti con SCZ e modelli animali di SCZ4.
In un'attività PPI acustica, una risposta di sorpresa a un singolo impulso acustico forte (ad esempio, ~120 dB) viene confrontata con la risposta di trasalimento quando lo stesso stimolo è preceduto in un breve intervallo (da 30 a 500) da uno stimolo più debole (ad esempio, ~65 dB)3,4. Negli individui sani, la risposta di spavento al polso è diminuita quando viene presentato il preimpulso più debole (rispetto alla risposta di spavento al singolo impulso forte da solo). Questo fenomeno è interrotto negli individui con SCZ, che mostrano una minore soppressione della risposta di spavento anche quando il preimpulso più debole è presentato prima del polso forte 1,5,6,7,8.
Analogamente ai pazienti con SCZ, i ratti con iperattività mesolimbica della dopamina presentano anche una diminuita PPI9 acustica, rendendo questo paradigma uno strumento utile per studiare le alterazioni comportamentali e fisiologiche in modelli animali di schizofrenia. Generalmente, l'apparato commerciale per PPI è costituito da una camera acustica contenente sensori, altoparlanti e software per impostare i parametri sperimentali (ad esempio, l'intervallo tra gli impulsi e l'intensità degli stimoli), registrare la risposta di sorpresa dei roditori ed elaborare i dati. Tuttavia, i sistemi commerciali offrono spesso opzioni di personalizzazione limitate e sono costosi. Gli approcci fai-da-te (DIY) alla creazione di apparati di ricerca flessibili stanno aumentando l'accesso alle attrezzature e il trasferimento delle conoscenze10. Le soluzioni fai-da-te per studiare i meccanismi di gating sensomotorio come il PPI devono considerare diversi fattori chiave per garantire l'efficacia e l'affidabilità. Alcune considerazioni essenziali includono le specifiche di progettazione, il controllo dell'ambiente e della luce, l'attenuazione del suono, i sistemi di erogazione degli stimoli, i sensori di misurazione comportamentale e l'acquisizione e l'analisi dei dati.
Sono state sviluppate soluzioni fai-da-te per scatole comportamentali per diverse funzioni, come gli esperimenti di leccamento operante11, le attività di discriminazione uditiva12 e la funzione degli arti anteriori13. Sebbene diversi approcci fai-da-te si concentrino sul tracciamento video14, questo tipo di dati richiede elevate risorse computazionali per essere analizzato. Una piattaforma hardware e software open source può essere utilizzata per costruire una scatola comportamentale PPI a basso costo con la flessibilità di testare esperimenti personalizzati 15,16,17 e sincronizzare registrazioni neuronali di animali che si comportano liberamente.
Questo articolo introduce un metodo per lo sviluppo di una scatola comportamentale per valutare la PPI con una piattaforma a basso costo per studiare il modello di ratto di isolamento post-svezzamento, uno stress precoce che contribuisce allo sviluppo di sintomi simili a SCZ, che può essere utilizzato anche con registrazioni cerebrali elettrofisiologiche simultanee.