Motore e ippocampale Dependent apprendimento spaziale e valutazione della memoria di riferimento in un transgenici ratto modello di malattia di Alzheimer con ictus

L'obiettivo generale di questi test comportamentali è valutare la funzione motoria, nonché l'apprendimento spaziale e le prestazioni della memoria in un nuovo modello di ratto in comorbidità del morbo di Alzheimer e dell'ictus. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della demenza, come ad esempio come l'ictus e la patologia del morbo di Alzheimer interagiscono, producendo un fenotipo di potenziale deficit motorio potenziato e declino cognitivo accelerato. Il vantaggio principale di queste tecniche è che testano una serie di funzioni cerebrali pur essendo facili da condurre, efficienti in termini di costi e adatte per test ripetuti in momenti successivi.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla prevenzione della demenza dopo l'ictus perché nuovi composti preventivi possono essere testati per il loro potenziale di migliorare il fenotipo comportamentale dei comoridi. Per iniziare, posiziona uno specchio con un angolo di 45 gradi sotto un apparecchio cilindrico montato in precedenza. Quindi fissare una videocamera a un treppiede e posizionarla a una distanza di circa 50 centimetri dall'apparecchio.

Verificare che l'intero diametro del cilindro nello specchio possa essere visualizzato sulla fotocamera. Successivamente, scegli un ratto acclimatato e su una lavagna bianca annota il numero dell'animale e ulteriori informazioni sulla prova. Posiziona questa scheda davanti allo specchio e poi premi registra sulla videocamera.

Continua raccogliendo il topo per la base della coda e posizionandolo nel cilindro. Quindi fissare il coperchio dell'apparecchio e rimuovere la lavagna bianca in modo che non blocchi più lo specchio. Una volta rimossa la lavagna bianca, procedere a filmare l'animale per cinque minuti, periodo che costituisce un'unica prova.

Al termine di questo tempo, interrompere la registrazione, riportare il topo nella sua gabbia di casa e pulire il cilindro con carta assorbente e acqua. Quindi ripetere i passaggi precedentemente descritti altre due volte per ottenere un totale di tre prove per ratto. Una volta raccolti i dati per tutti i ratti, importare i file della telecamera in un programma di editing video e procedere alla quantificazione del numero di contatti di quattro arti come descritto nel protocollo di testo.

Per prima cosa, posiziona due scaffalature a circa 100 centimetri di distanza l'una dall'altra davanti a una parete nera. Quindi, usa del nastro adesivo per ancorare le estremità di una trave di legno precedentemente acquistata ai ripiani in modo che ci sia circa un metro di legno non supportato tra di loro. Quindi, posiziona una videocamera su un supporto e posizionala in modo che la telecamera catturi l'intera lunghezza del raggio.

Procedi con la scelta di un ratto che ha subito una sessione di allenamento di beam walking e registra il suo numero e ulteriori informazioni sulla prova su una lavagna bianca. Al termine, fissa la lavagna bianca al muro dietro la trave. Si prosegue posizionando la gabbia di casa dell'animale e un tubo di arricchimento ambientale che fungono da coda motivante in cui il ratto può entrare immediatamente dopo aver attraversato la tavola, ad un'estremità della trave.

Quindi premere registra sulla videocamera. Subito dopo, raccogli il topo per la base della coda e posizionalo all'estremità opposta della trave senza la gabbia e il tubo. Registra l'animale fino a quando non attraversa con successo l'intera lunghezza del legno elevato, che segna la fine della prova.

Se il ratto si ferma a metà del raggio, tocca delicatamente la coda per favorire il movimento. Una volta che l'animale ha completato il compito, sposta la sua gabbia domestica all'altra estremità della trave. Modificare il numero di prova sulla lavagna bianca e ripetere la procedura come descritto in precedenza.

Quando tutte le prove dell'animale sono state registrate, importa i file della fotocamera in un programma di editing video e analizza i dati relativi al passo, agli scivolamenti degli arti e alle cadute come descritto nel protocollo di testo. Inizia fissando una videocamera sopra il centro di una piscina circolare vuota. Quindi, designa i quattro quadranti della vasca posizionando del nastro adesivo lungo il bordo della piscina e allineali correttamente con il contorno della vasca nel programma software di tracciamento.

Successivamente, riempire la vasca con acqua fino a una profondità di 36 centimetri e quindi aggiungere vernice nera atossica fino a quando il liquido non diventa opaco in modo da garantire che la piattaforma non sia visibile sotto la superficie dell'acqua e per visualizzare meglio i ratti bianchi. Una volta preparata la piscina, circondarla con superfici a parete vuote. Quindi prepara gli spunti spaziali tagliando quattro forme da diversi colori di cartoncino per poster.

Successivamente, attacca una forma a ciascuna delle pareti associate alle posizioni nord, sud, est e ovest della piscina. Per eseguire un esperimento di apprendimento spaziale, continuare posizionando una piattaforma circolare nel quadrante sud-ovest della piscina. Nel programma informatico allegato, verificare che questa struttura sia allineata con un'area della piattaforma designata nel quadrante.

Procedi afferrando un topo per la base della coda e posizionandolo delicatamente in un sito di partenza designato nell'acqua lungo la parete della piscina. Una volta che l'animale è nella vasca, sposta rapidamente la nostra vista e segnala a un altro sperimentatore di avviare il software di tracciamento. Lascia che il topo nuoti finché non si trova e si arrampica sulla piattaforma.

A quel punto, l'altro ricercatore dovrebbe interrompere la prova sul computer. Lascia che l'animale rimanga sulla piattaforma per 30 secondi. Se il topo non riesce a trovare la piattaforma entro il tempo di prova assegnato, qui 90 secondi, guida l'animale verso la struttura e lascialo rimanere lì per 30 secondi.

Successivamente, solleva il topo per la base della coda e rimuovilo dal labirinto. Posizionandolo su un asciugamano drappeggiato su un braccio. Ripetere questa procedura altre tre volte per animale con un intervallo tra le prove di 20 minuti, in modo che ogni ratto completi un totale di quattro prove.

Una volta completato l'esperimento di apprendimento spaziale, rimuovere la piattaforma dal pool per iniziare le prove della sonda. Nel software, verificare che la posizione precedente della piattaforma, nel quadrante sud-ovest, rimanga definita. Quindi introduci un topo nella piscina.

Mettendolo in acqua lungo la parete della vasca. Come prima, allontanati immediatamente dalla vista dell'animale e istruisci un altro sperimentatore ad avviare il software di tracciamento. Al termine della prova della sonda di 30 secondi, afferrare l'animale per la base della coda, rimuoverlo dalla vasca e poi posizionarlo su un braccio coperto di asciugamano.

Ripeti questa procedura una settimana dopo. Una volta eseguito l'apprendimento spaziale e le prove con sonda per tutti gli animali, analizzare i dati come descritto nel protocollo di testo. Quattro dati sull'uso degli arti dall'apparato cilindrico sono stati raccolti da ratti transgenici APP21 tre giorni prima e sette e 20 giorni dopo l'induzione dell'ictus.

Se standardizzati e confrontati con il valore che rappresenta l'uso uguale di quattro arti, la linea rossa qui, questi risultati indicano che i ratti in comorbidità non dimostrano statisticamente un deficit di quattro arti. Risultati simili sono stati ottenuti per animali selvatici con o senza ictus e per i soli ratti transgenici APP21. Tuttavia, gli animali in comorbilità hanno mostrato differenze nella funzione motoria associata alla locomozione.

I dati raccolti per questi ratti sette giorni prima e 21 giorni dopo l'induzione dell'ictus rivelano un aumento significativo dei passaggi necessari per attraversare la tavola, che non è stato osservato in altri gruppi. I risultati del labirinto d'acqua di Morris rivelano anche deficit di memoria negli animali in comorbilità, come evidenziato da questo grafico che mostra la variazione percentuale della latenza, il tempo impiegato dagli animali per raggiungere il quadrante della piscina dove una volta si trovava la piattaforma tra la prima e la seconda prova della sonda. Qui, i ratti APP21 con ictus impiegano molto più tempo nella seconda prova per entrare nel quadrante target.

Una differenza che non è stata dimostrata dai soli ratti transgenici o dagli animali selvatici con ictus. Ciò indica che gli animali in comorbilità hanno un deficit di memoria a lungo termine. Durante il tentativo di questa procedura, è importante mantenere tutte le variabili il più coerenti possibile durante e tra le sessioni di test e creare un ambiente privo di stress per gli animali.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come valutare le prestazioni motorie e cognitive nei modelli di ratto di demenza post-ictus.