マウスの記憶・学習の調査のための新規オブジェクト認識テスト

Summary

オブジェクト認識テスト (ORT) は、マウスの記憶・学習を評価するための簡単かつ効率的なアッセイです。方法論を説明します。

Abstract

オブジェクト認識テスト (ORT) は、マウスの記憶・学習の様々 な面の調査のための一般的に使用される行動分析です。ORT は比較的単純で、3 日間を完了することができます: 慣れ日、トレーニングの日、およびテストの日。訓練中にマウス、2 同一のオブジェクトを探索できます。テストの日にトレーニング オブジェクトの 1 つが新規オブジェクトに置き換えられます。マウス マウスはよく知られた目的を認識した場合、目新しさの生得的な好みがあるため新規オブジェクトでその時間の大半を過ごすがそれ。この生得の好みのため、正または負の強化あるいは長いトレーニング スケジュールのため必要はありません。さらに、ORT は、多数のアプリケーションの変更もできます。保存期間は短期的なメモリを調べるため短縮または長期記憶をプローブに延長できます。薬理学的介入は、様々 な時代の訓練の後、トレーニング前にまたはリコール前に (すなわち買収、早いか遅い統合、またはリコール) を学習のさまざまな段階を調査するで使用できます。全体的に、ORT はマウス、メモリのための比較的低ストレスかつ効率的なテスト、薬理学的、生物学的または遺伝的操作を伴う神経心理学的変化を検出するために適切です。

Introduction

オブジェクト認識テスト (ORT)、新規オブジェクト認識テスト (NOR), とも呼ばれる、マウスの記憶・学習のさまざまな段階をテストするため比較的高速かつ効率的な手段です。もともと 1988 年に Ennaceur とデラクールによって記述されラット¹で主に使用されます。しかし、それ以来、それ正常に適応されている使用マウス^2,3,4,5,6,7。テストは、3 つのセッションほどに依存している: 1 つ慣れセッション、1 つのトレーニング セッションと 1 つのテスト セッション。トレーニングは単にテスト セッションでは、新規オブジェクトに以前に探索のオブジェクトの 1 つを置き換える必要があります、2 つの同一のオブジェクトの視覚的探査を含みます。齧歯動物は目新しさの生得的な好みがあるために、よく知られた目的を覚えている齧歯動物は新規オブジェクト^7,8,9を探索するより多くの時間を過ごします。

他の齧歯動物のメモリテストの ORT の主な利点は齧歯動物の自然な性癖ノベルティ⁸を探索するために依存します。したがって、動作をやる気にさせる多数のトレーニング セッションまたは任意の正または負の補強の必要はありません。つまり、ORT ははるかに少ないストレス、その他テスト^{10、11,12,13,14,15}を基準にして、大幅に必要です。モリス水迷路やバーンズ迷路まで 1 週間以上かかることがあるなど、一般的に使用されるその他のメモリよりも起動に時間をテストします。その結果、ORT の条件では他の多くの齧歯動物のメモリ テストをテストの生態学的妥当性を増加、人間の認知の調査で使用されるそれらより密接に似ています。同様に、ORT は単純な視覚的リコール タスク、ため正常にも対応しています宣言的記憶^{2,16 の異なる生物種間側面を評価する人間とヒト以外の霊長類を含む多くの種で使用するため ,17}。学習と記憶 (すなわち買収、統合、またはリコール)、(例えば、空間記憶)、メモリの種類を評価したり、異なる保存期間を評価するためのさまざまなフェーズを調べる ORT を簡単に変更することができます最後に、間隔 (すなわち、短期的な対長期記憶)。

ORT の汎用性は、無数の研究用プラットフォームを提供します。研究を行うことができますいずれかを破壊またはメモリを強化する薬理学的薬剤の使用します。つながるメカニズムが中断または拡張メモリ^6,18,19,基になる神経をほのめかすことができます投薬前に訓練の後、または、テスト前の時間を変化²⁰. 光遺伝学的技術と同様の方法ですることができますこれらの同じ時間の様々 なポイントを見て使用神経活性化/抑制記憶・学習のさまざまな段階に貢献します。ORT はトランスジェニック動物、病変の研究や神経変性モデル、または高齢化研究^21,22,23,24,の違いを評価するために適切なも^25,26,27,28. 短・長期メモリ²⁶に対するこれらの変更のいずれかを評価するためにトレーニングとテスト、保存間隔として知られている間の時間を変更できます。最終的には、ORT は学習と記憶を遺伝的、薬理学的、神経学的な変化を研究するツールとして使えるか ORT の記憶・学習の基礎を勉強するこれらのツールを使用することができます。

Protocol

ここで実行されたすべてのプロシージャに送信されたと動物ケアの承認し使用委員会と NIH のガイドラインに従って実施した

。

1 ですオブジェクトの選択、実験のセットアップ

はマウスで簡単に差別されるに十分に異なっている

1. 選択オブジェクト (テクスチャ、図形、色パターンと明るさ、複雑さの類似性があるが。など)どんな可能性を最小限に抑えるために誘導 (オブジェクト選択 ⁷ の包括的な説明の Ennaceur 2010 を参照) の結果が歪むことがありますオブジェクト設定。
   1. 生来の嗜好と差別のテスト (手順 2 を参照してください & 3).
   2. マウス サイズまたはわずかに大きい ( 図 1) の探査を奨励するためにあるオブジェクトを使用します。誘導の好みを減らすためには、確実にマウス オブジェクトまたはどちらのオブジェクトの両方に登ることができるオブジェクトに登る能力は探査 (時間オブジェクトに座って過ごしただけの探索時間にカウントされていません) に関心を高める可能性がありますが
   3. では、各オブジェクトの少なくとも 2 のコピーを持っています。ただし、テスト中に潜在的な臭気の手がかりを抑える各オブジェクト、訓練のための重複およびテストのための 1 つの少なくとも 3 がある
   。
   4. オブジェクトの損失として実験中の損傷のため、非壊れやすい材料の作ったオブジェクトを使用可能性がありますテストの連続性を妨げるし、動物に危害または損傷を引き起こす可能性がある
   。
   5. (70% 巻/巻エタノールは適切な) 使用とする前に、オブジェクトを徹底的に掃除します
   。
2. 明るい照明のストレスを最小限に抑えるため迷路の中心に拡散、低照明を利用して点灯約 20 ルクス。温度と湿度が通常の住宅条件のように使用します。マウスは、住宅の部屋から実験のため別の部屋に移動している場合の少なくとも 1 時間毎日使用する前に彼らの新しい部屋にマウスを順応させる
。
3. トレーニング前によくハンドル マウス。テストは、目新しさを探索する齧歯動物の自然な傾向に依存するため、アリーナ、その後、オブジェクトを探索する彼らの欲求を妨げる可能性があります処理から任意のストレスや不安を減らします。理想的には、マウスを 1-2 回処理/ ^{15 , 29} をテスト前に 1 ~ 2 週間、少なくとも 1 分間日
。
4. メイン アリーナを使用して正方形の商工会議所 (約 40 cm × 40 cm × 40 cm) 白または黒から作られた非多孔性プラスチック マウスの色は対照的します。また、具体的には円形のアリーナ編を使用、円形アリーナが探索行動 ^{18 , 30} を奨励することが望ましいかもしれない正方形のアリーナの隅に座る可能性があります心配しているマウスを使用している場合。
   1. トレーニングの日 (すなわち 1 つ、北西の角と南東角) の対角線の 2 同一のオブジェクトを配置します。オブジェクトが軽すぎる、マウスで移動することができる場合は、床に固定します。パテの作品をよくマウント リムーバブル
   。
   2. 日をテスト、トレーニングデイ ( 図 2) として斜めに同じ 1 つ身近なオブジェクトと 1 つの新規オブジェクトを配置する各オブジェクトの 3 ^rd コピーを使用します
   。
   3. は、使い慣れたオブジェクトと新しいオブジェクトとして各オブジェクトが均等に使用されるようにオブジェクトの各セットの使用を相殺します。また、アリーナの 4 つのコーナーのそれぞれに新しいオブジェクトの場所を相殺します。動物のための対角線を使用すると、トレーニング日対角線はテストの日は、それぞれのマウスの使用と同じ、注意してください
   。
   4. 装置 (70% 巻/巻エタノールは適切な) 使用の前に、と臭気のキューを削除するオブジェクトを徹底的にきれい
   。
5. カメラ探査の最適な表示装置の真上。正確な分析のため鼻ポイント検出ソフトウェアのみを使用します。ソフトウェアを使用している場合は、開始する前の場所内のオブジェクトの背景イメージをキャプチャします。ソフトウェアで、オブジェクトの周り約 2-3 cm の探査の領域を設定します
。 実験者の干渉を低減する
6. は裁判を記録し、後でそれをスコアします。ブラインドの実験条件に得点。実験中に手動で得点、実験者はアリーナから、マウスに見えない 1 メートル以上であることを確認します
   。 注: いつでもマウス使う掃除や盗聴の探索時間としてカウントされませんアクティブなヒゲのないオブジェクトの上に座っています
。 ときとして
7. を定義する探査マウス ' s ノイズは、アクティブなヒゲや盗聴を抜本的な先のとがったオブジェクトとオブジェクトの 2-3 cm 以内。能動的探索の徴候のないオブジェクトの上に座っていつでもカウントされません
。

2。必要なパイロット実験

habituation の 誘導嗜好テスト
2. はホーム檻からマウスを取り外してオープン アリーナの真ん中に置きます。5 分間自由に探索するマウスを許可
3. (T1)、トレーニングの日には、器具、(すなわち、NW および SE のコーナー) の反対側の象限に 2 つの異なるオブジェクトを配置します。ホーム檻からマウスを取り外してオープン アリーナの真ん中に置きます。10 分間無料の探査を許可
4. 差別インデックスを計算します。誘導設定はありませんが、差別インデックスはゼロに近いはずです。ORT のための好みを示す任意のオブジェクトを使用しないでください
。
1. 弁別能力のテスト
   1. 慣れ、ホーム檻からマウスを削除し、オープン アリーナの真ん中に置きます。5 分間自由に探索するマウスを許可
   2. のトレーニング セッション (T1) は、反対側の象限に 2 同一のオブジェクトを配置します。アリーナの中央にマウスを置き、10 分のために探検するためにマウスを許可
   3. のテスト セッション (T2)、T1 と反対象限 (すなわち、NW および SE のコーナー) の 1 つの新規オブジェクトの間に使用されるオブジェクトの 1 つを配置します。T1 後、60 分アリーナの中央にマウスを置き、10 分間無料の探査を許可
   4. 差別インデックスを計算します。60 分保持間隔で差別インデックスが 0.25 以上する必要があります
   。

3。実験手順

1. 慣れ
   1. ホーム檻からマウスを削除し、空オープン アリーナの真ん中に置きます。無料 5 分アリーナの探査を許可します。ホームのケージが空、翌日開催のケージとして使用のために保存します
   。
   2. 5 分の終わりには、マウスを削除し、保持ケージに配置。その元のケージにマウスを返さないまたはテストする残りのマウスの動作に影響を与える可能性があります
   。
   3. は徹底的に 70% の巻/巻エタノールを用いたマウス間装置をきれいします
      。 注: 中に慣れ、不安様行動によって評価される中心で過ごした時間を計算する (チェルニフツィを参照してください & Belzung 2003 ³¹)。これは、T1 のための時間の長さを考慮した便利なメトリックです。高不安マウスは最小探索条件に到達する 10 分間セッションを必要があります
   。
2. トレーニング (T1)
   1. アリーナ (すなわち、北東角と南西角) の反対側の象限に 2 つの同一のオブジェクトを配置します
   。
   2. 慣れ後、24 h はホーム檻からマウスを取り外して 2 同一のオブジェクトから等距離にあるアリーナの中央に配置します
   。
   3. は、5 分以上の自由探査を許可します。低運動や探査活動が知られているマウスのひずみを用いた場合 (すなわち、ほとんどのマウスに達しない両方のオブジェクトの 20 s 探査の最小 5 分でパイロット実験や文献で説明したように)、すべてのマイク用 10 分体験版を拡張コホートの e.
   4. 裁判の最後に、マウスを削除し、保持ケージに配置。ホームのケージが空と、使用のために保存します。テストの日に保有物のおりと
   。
   5. 装置および 70% の巻/巻エタノールを用いたマウス間でオブジェクトを徹底的に掃除します
   。
3. テスト (T2)
   1. T1 の間に使用される 1 つのオブジェクトの場所 (つまり、おなじみのオブジェクト) とアリーナの反対側の象限儀の 1 つの新規オブジェクト。各マウスの T1 の中に使用したのと同じ場所を使用します
   。
   2. で、T1 T2 間隔は、選択するのにはホーム檻からマウスを取り外してセンター アリーナ、おなじみのオブジェクトと新しいオブジェクトから等距離に配置します
      。 注: 24 時間の保存間隔でほとんどのマウスできなくなります親しみやすく新規オブジェクトを区別する (通常-0.2 < d2 < 正と比較して 0.2 制御 ³²)。抗知性効果をテストする場合は、プローブ メモリ拡張のためにこの時点でポイントを使用します。記憶障害のプローブ、どこの短い保持期間を使用マウスのひずみに応じて、4 h に 20 分間です
   。
   3. は、10 分間無料の探査を許可します。裁判の最後に、マウスを削除し、保持ケージに配置します
   。
4. T1 と T2 の両方のスコアの最初の 5 分。マウスが 20 の最小探索時間を満たしていないかどうか両方のオブジェクト s 継続合計探査が 20 を超えるまで、5 分過去得点 s.

4。データ分析

両方の間に 除外基準
2. トレーニング (T1) とテスト (T2)、(e1 と e2) セッションごとに両方のオブジェクトの合計探査時間を計算します。ほとんどのマウスが最小探査 20 の両方のオブジェクトの合計に達するべきである 5 分の s
3. 低探査をして 5 分でこの最低限の基準を充足して試験期間中に観測されたマウス系統の 10 分延長 T1 と T2 の時間
。
4. 20 s の最低限の基準に到達するまで 5 分または 5 分を超えて動作をスコアします
。
5. マウスは、10 分で T1 または T2 のいずれかの両方のオブジェクト探査の 20 s 以上には到達しない場合は、分析から除外する学ぶ差別する十分な時間の観光で過ごした彼らが確認出来します
。
1. 絶対対相対分析
   注: 解析と 1 つの別の関係に異なる数式を 表 1 で見ることができます。 A1 と a2 が同一のオブジェクトを 2 つの同一オブジェクトのトレーニング中に合計探査時間として
   1. 計算 e1
      。 e1 = a1 + a2
   おなじみのオブジェクト (a) と小説のオブジェクト (b) にテスト中に合計探査時間として計算
   2. e2
      。 e2 + b =
   時間マイナス
   3. 計算 d1 として単に費やされた時間小説を探索オブジェクトは、使い慣れたオブジェクトを探索過ごした。絶対差別措置 (d1) 取らないマウスまたは治療間の探索時間の違いは考慮グループ、特定の状況でそれはより敏感なメジャー ² かもしれませんが
      。 d1 b は =
   時間マイナス新規オブジェクトの探索時間として
   4. 計算 d2 を過ごした合計探査時間で割った親しみやすい物体を探索します。最も一般的に使用される測定は、探索時間の違いの影響を受けない差別インデックス (d2) と呼ばれます相対差別値です。つまり、すべての値は、-1 と +1 の間分類されます
      。 d2 d1/e2 =
   5. はまた、認識や好みのインデックス (d3) ³ を計算します。これは、新規オブジェクトの合計時間で割った値を探る時間ができました。これは、すべての値は 0 と 1 の間に分類されますを意味します。よく 100 倍、割合値として使用されます
      。 d3 = b/e2 * 100
2. 統計解析
   1. 一方通行 ANOVA を使用してメモリのパフォーマンスを決定する各グループの平均識別値を使用します。詳細な分析、ホックの記事 を双方向の比較処理 対 車両状態およびプラス/マイナス コントロール グループを作る
   。

Results

ORT の一般的な実験のセットアップを図 2に示します。慣れ日 (T0) マウスが配置されて 5 分 24 時間後空の分野でマウスをチャンバー内に 2 つの同一のオブジェクトで再配置し、10 分程度 (T1) を自由に探索できます。テストの日 (T2) にマウスは、アリーナが 1 つ身近なオブジェクトと 1 つの新規オブジェクトを配置、10 分まで探検することが再び。保存期間、T1 と T2 の間の時間変更できます、実験の究極の目標に応じて。代表的なデータの阻害剤は、メモリが強化されるためマウスが 24 h 後にテスト T1, 車両は、差別に表示する必要があります扱われたマウスはない時間。

ホスホジエステラーゼ 2 阻害剤は、ORT の記憶・学習を強化する示されています。車と比較して PDE2 阻害剤の投与湾 60-7550 または ND7001 は、30 分前、トレーニング (T1)

Discussion

ORT は、マウスの記憶・学習の勉強の効率的かつ柔軟な方法です。実験を設定する場合は、結果に影響を与えることができる変数の数を考慮する重要です。代表的な結果の説明、マウスの緊張は探査時間と保持間隔の両方に影響を与えます。探査時間の減少が偏る可能性があります。 またはマスクを絶対差別分析^2,3,5,30,32。マウスの特定の菌株は、記憶障害を探している場合、成果をマスク可能性があります 1 または 4 h など、保存間隔を短く低い差別値があります。また、いくつかの系統はメモリ強化^4,5,30の効果をマスク可能性があります 24 h ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
オープンフィールドボックス	Panlab/Harvard装置	LE800SC	グレー、白、または黒の
ANY迷	Stoelting Co.	60000	ビヘイビアトラッキングシステム
EthoVisionXT 12	ノルダス		ビヘイビアトラッキングシステム; 3点トラッキング
ビデオカメラ	任意の		ビデオカメラは、装置の頭上に直接取り付ける必要があります
70% エタノール	フィッシャーサイエンティフィック	BP2818-4	を開始する前に、およびテストの合間に、各オブジェクトを慎重にクリーニングする必要があります。装置の床と壁も清掃する必要があります。