Una batteria di Test comportamentali per la valutazione ripetuta di abilità motorie, l'umore e cognizione in topi

La malattia neurodegenerativa si manifesta spesso con sintomi comportamentali devastanti, come deficit cognitivo, disfunzioni dell'umore o persino disfunzioni motorie. Questo studio consente di valutare accuratamente un fenotipo comportamentale con un alto livello di ripetibilità. Progettiamo una batteria completa che può essere ripetutamente utilizzata nell'analisi del comportamento nei topi.

Questo test assale le funzioni motorie, l'interazione sociale, la funzione emotiva e la funzione cognitiva. Organizzando l'ordine e l'intervallo di test in questa batteria, abbiamo aumentato l'efficienza di test e ridotto l'interferenza tra i test e lo stress sui topi dalla manipolazione frequente. Per iniziare, disporre il test comportamentale nell'ordine descritto nel protocollo di testo.

Esegui il test sul campo aperto in un'arena di plastica non trasparente, bianca. Avviare la registrazione della fotocamera e mettere delicatamente il mouse accanto al centro di un muro dell'arena, rivolto verso il muro. Registra il comportamento del mouse per 10 minuti e restituiscilo alla sua gabbia di casa.

Successivamente, dividi l'arena in quattro per quattro quadrati sullo schermo del computer. Contare il numero di volte in cui il mouse attraversa la griglia nell'arena per valutare la funzione locomotore. Per valutare l'ansia, misura la quantità di tempo che il mouse trascorre nell'area centrale dell'arena.

Eseguire il test elevato più labirinto nello stesso giorno. Una volta che tutti i topi terminano il test sul campo aperto, posizionare il mouse alla giunzione delle braccia aperte e chiuse. Registrare il comportamento del mouse per cinque minuti prima di riportare il mouse nella gabbia di casa.

Dopo due giorni consecutivi di test a campo aperto, impostare il nuovo test di riconoscimento degli oggetti in base al protocollo di testo. Avviare la fotocamera e posizionare il mouse nell'arena, rivolto verso il centro del muro, per familiarizzare con il mouse. Registrare il comportamento del mouse per 10 minuti.

Quindi riportare il topo nella sua gabbia di casa. 24 ore dopo la familiarizzazione, ripetere il test con un nuovo oggetto. Misurare separatamente il tempo in cui il mouse interagisce con un nuovo oggetto e un oggetto familiare.

Quindi calcola la memoria del mouse come preferenza per il nuovo oggetto. Per il test di interazione sociale, utilizzare un'arena a campo aperto con due camere trasparenti con fori sulla superficie. Posizionare il mouse soggetto nell'arena per un periodo di esplorazione di oggetti di tre minuti per abituare il mouse alle camere.

Quindi riportare il topo soggetto nella gabbia di casa e pulire l'arena. Metti un nuovo topo in una delle camere. Quindi reintrodurre il mouse soggetto nell'arena e registrare per tre minuti.

Durante la revisione del video, misura l'interazione sociale misurando il rapporto di tempo che il mouse del soggetto trascorre interagendo con la nuova camera del mouse o la camera vuota. Eseguire quindi il test del rotarod accelerante. In ogni prova, posizionare il mouse sull'asta statica di fronte alla parete opposta alla macchina.

Abituare i topi al rotarod allenarlo per tre giorni nei topi ingenui prima dell'inizio di possibili sintomi, in modo che il topo impari allo stesso modo la scala. Arrestare il dispositivo quando il mouse cade e registrare il tempo trascorso dal mouse sull'asta. Ripetere questo processo altre due volte prima di riportare il mouse nella gabbia di casa.

Quindi metti il labirinto d'acqua al centro di una stanza comportamentale e segna la posizione del labirinto per assicurarti che la posizione del labirinto d'acqua rimanga costante. Dividi il labirinto in quattro quadranti immaginari. Appendi segnali visivi al centro di ogni quadrante.

Quindi posizionare una piattaforma al centro del quarto quadrante e contrassegnarne la posizione. Riempire il labirinto con acqua, colorata di bianco con latte in polvere, fino a quando il livello dell'acqua è di un centimetro superiore alla piattaforma. All'inizio di ogni prova di allenamento, avviare la registrazione video e mettere delicatamente il mouse nel labirinto.

Stai lontano dalla vista del topo. Riportare il mouse nella gabbia di casa quando il mouse non è in grado di localizzare la piattaforma entro 60 secondi o se il mouse individua la piattaforma entro 60 secondi e rimane su di essa per 10 secondi. Al termine del test, interrompere il video e mettere il mouse nella gabbia domestica sotto una luce infrarossa.

Infine eseguire la fase di sonda del test del labirinto d'acqua come descritto in precedenza, senza la piattaforma. Preparare quindi il serbatoio cilindrico per il test di nuoto forzato. Avviare la registrazione video e mettere delicatamente il mouse nell'acqua al centro del serbatoio.

Registrare il mouse per sei minuti prima di rimettere il mouse nella gabbia di casa. Rivedi il video del test di nuoto forzato. Misurare il tempo di immobilità negli ultimi cinque minuti del video.

Questo protocollo era quello di studiare i cambiamenti comportamentali nei topi dopo l'esposizione respiratoria alle nanoparticelle di silice. I risultati del test in campo aperto e del test del rotarod accelerato hanno dimostrato che le nanoparticelle di silice non hanno influenzato la funzione locomotoria o motoria nei topi. L'attività di interazione sociale è stata influenzata dopo un mese di esposizione alle nanoparticelle di silice, tuttavia il test a campo aperto, il test elevato più il labirinto e il test di nuoto forzato non hanno indicato ansia o depressione dopo un mese di esposizione.

Un'esposizione di due mesi alle nanoparticelle di silice ha dato luogo all'ansia, come dimostrano i risultati del test elevato più labirinto. Il deterioramento cognitivo è stato rilevato anche nel test del labirinto d'acqua dopo due mesi di esposizione. Questa batteria è progettata per l'analisi completa del comportamento nella neurodegenerazione nel ceppo del mouse C57.

È più adatto per studi longitudinali correlati alla neurodegenerazione in tossicità di neurotossina o potenziali fattori di rischio, o sviluppo di farmaci, che spesso presenta somministrazione a lungo termine e test ripetuti.