2012年2月26日
この資料では、マウスの学習と記憶機能を評価するために変更された自動化装置を用いてT-迷路試験のプロトコルを提案する。
トラッキングシステムを備えた改良型Automatic teammatesアプリを示します。このアプリは、高さ25 centimeterの壁を持つ白色プラスチック製レールで構成されています。MAは、エリアAに向かう自動スレッドによって6つのエリアに分割されており、そのうち1つがSTAコンパートメントです。
S2はチームメイト間の類似性を示します。A1およびA2は、それぞれ左腕の下および右腕の下に位置します。P1およびP2の領域は、マウスが静止コンパートメントに戻ることができるよう、領域A1またはA2からA1への接続通路を比較します。
この動画ではデモンストレーションとしてドアが自動的に下方向に開きますが、一方のドアは手動で操作されます。この改良された操作装置により、チームメイトのパフォーマンス中に、分子生理学および遺伝学的手法においてINB micro SSISを使用することが可能になります。Nは、餌の報酬として使用されるクロス期間のディスペンサーであり、フードディスペンサーボトルに続いて廃棄ボトルが押し出されます。
フードディスペンサーからフードトレイ上にペレットが排出され、その後、地形ペレットの下に廃棄される様子が確認できます。マウスはセンサーによって検知され、コンピュータに記録されます。実際には、ビデオトラッキングシステムのプログラムが自動的にペレットを投与するため、セッション終了まで操作を行う必要はありません。CCDカメラはオペレーターの上に設置されており、マウスの行動をコンピュータに画像として記録します。また、アパラスは100 luxで照らされています。
Appell装置は、周囲の環境によるノイズを低減させるため、防音室内に設置することを推奨します。操作セッションを開始する1週間前から、各マウスにスコア速度を提供して環境に慣れさせ、プレートトレーニングを開始します。実験期間中、自由摂食時の体重の80%から85%を維持するように、標準的なCHO飼料を給餌します。目標体重に達した翌日、最初の試行が始まる少なくとも30分前に、マウスの全ケージを防音室に移し、室内の直接光を避けます。また、照明の影響を避けるため、ケージを最上段の棚に設置しないでください。
マウスをオペラント装置に入れる前に、まず装置内を拭き上げ、超低濃度次亜塩素酸水を使用してProAct Cuesによるバイアスを防ぎます。本日はマウス1匹につき6回の近接試行をセンターで行い、6つの指令に従い、フードディスペンサーの各トレイに1回ずつ配置します。すべてのマウスを個別のケージに入れて装置に配置し、自由に動かしてください。
すべてのドアを閉じた状態で、30分前からPerusを探索させます。訓練開始の1日後から、マウスに毎日採血を行い、すべてのドアを閉じた状態でフードトレーにペレットを設置します。マウスを左アームに配置し、マウスが5分以内にペレットを消費した場合は、マウスを右アームに移動させて再度プレトレーニングを開始します。この訓練手順を1日5回繰り返し、マウスがペレットを消費するまで継続します。
80%以上の期間、マウスを静止コンパートメントに配置しました。扉を開放し、マウスが最初にどちらの腕に進入するかを選択させ、その後自力で開始コンパートメントに戻るようにします。その後、マウスに再度選択肢を与えます。
次に、4本目のアームとは反対側のアームで噛みつきを行います。その後、マウスが自力で静止ボックスに戻り、この手順を繰り返します。これを、対照群および実験群のマウスに対して、1日10回繰り返します。
この基準を用いて、最初の選択と最終的な選択の間に3秒、10秒、30秒、または60秒の間隔を設けることで、遅延保持タスクによるマウスのさらなるテストが可能です。これは、このタスクに関する情報(個別のマウスID、遺伝子型、耳パンチパターン、および手動によるランドアプリケーションプログラムの記録用スペース)を記録するためのワークシートです。Plug TMオンライン入力プロジェクトIDを選択してください。
例えば、マスターライン名の入力セッションです。例えば、試験日、Cカメラで撮影された画像を含むフォーミュラなどの入力パラメータ、およびオペレーターのサイズを入力します。次に、試行IDを入力します。
例えば、ステーション番号をリファレンスファイル名に紐付け、ドロップダウンメニューから本タスクを選択し、選択番号、マシンエラーのタイムリミットおよびペナルティ時間を入力します。次に、キャプチャ画像に基づき、閾値とコントラストを調整し、特殊な二値化画像を生成します。最後に、適切な関心領域(ROI)が収集されていることを確認し、パターンを完成させれば、プログラムはテスト準備完了となります。
マウスを優しく持ち上げ、スタートコンパートメントに入れます。スタートボタンをクリックし、力の選択肢を選択します。スタートを開始すると、腸内のライブ画像、バイナリ画像、および病変を確認できます。
このケースでは、マウスが右腕側のページに入り、ドアが開いた状態で、アペラティブ(appellate)が本日のフィールドでEDとなっていました。完全に選択し下げた状態で、期間が左腕側に配信されました。マウスが左腕側に入ったため、反応は正解として記録されました。
応答の結果は、モニターの下方のライトウィンドウに表示されます。ここでは、例として、リードバード(lead birds)が閉じていることを示す画像と、クロス周期(cross period)を示す黄色い円のライブイメージを再生しています。マウスは1日1セッションあたり、10回連続の試行に供されます。
マウスを毎日トレーニングし、平均正答率80%に達することを目指します。セッション完了までの正答潜時、レベルまでの距離、および消去エラー数がプログラムによって自動的に算出されます。各セッション終了後、マウスをホームケージに戻します。ディスペンサーのプレートを洗浄し、ペーパータオルでプラグを拭いて清潔に保ち、給水器を極めて清潔に維持することで、装置の個体差によるバイアスを防止します。対照群および実験群のマウスについて、これらの基準を満たし、さらに遅延保持タスクでマウスをテストしたい場合は、プログラム設定で遅延ファイルを選択し、次のセッションを開始してください。
この手順はポジショニングタスクと多少似ていますが、左腕または右腕のいずれかであり、常にポジション保持タスクおよびアプリケーションプログラムに準じています。このタスクの参照ファイル名を選択し、ドロップダウンメニューからマウス名を選択して、マウスをスタートコンパートメントに配置します。スタートボタンをクリックすると、リードチョイスが開始されます。
このケースでは、選択したアームは常にPeriodで噛まれます。マウスは通常、1日1セッションあたり10回から20回の連続試行に供されます。マウスは、正答率の平均が80%という基準に達するまで毎日トレーニングされます。
結果はマウスの試験後に自動的に算出されます。これらの基準に基づき、セッション間の遅延時間を挿入して保持記憶を評価したり、行動活性を評価したりするために、マウスを用いた追加セッションを実施することが可能です。試行およびセッションを通じてレバーの位置を反対側の腕に切り替えることで、強制交互作用タスクにおけるα-complicated hetero Mおよびtype LIによって制御されるこのプロセスを正しく修正するためのビデオ録画を行いました。
この結果は、ディスクタスクにおいてCBRが損なわれた変異マウスがこのタスクを遂行する際に何らかの問題があることを示していますが、1カ月の遅延後であっても、彼らはバス学習において障害を示しませんでした。しかし、変異体はパフォーマンスの低下を示しました。T迷路試験は、作業記憶および参照記憶を評価するために最も広く用いられている行動試験の一つです。
げっ歯類において、我々は試験装置を改良し、いくつかの利点を得ました。第一に、スライドドアが自動で開き、各試行後にマウスが自力でSボックスに入ることができます。このMA(自動化)により、ウォーターディスペンサーおよびフードディスペンサーを手動で操作するために必要だった時間と手間が削減されます。
また、当研究室の装置では、1つの実験に最大4人のチームメンバーが同時に対応できます。次に、本装置はスライドドアが下方向に開く構造であるため、in vivoマイクロダイアリシス、in vivo電気生理学、あるいはin vivo光遺伝学など、頭部からの配線を必要とする手法の利用が可能です。最後に、迷路はマウスが後退せず前方および側方のみに移動できるように設計されており、これによりマウスをスムーズに誘導させることができます。
このビデオでは、改良された自動チームメイト装置とプロトコルについてご紹介します。こちらはHiro Pash博士です。私たちの研究室では、このビデオの中でHirotakaが改良された自動装置を用いたプロトコルの実演を行います。Hirotakaさん、この改良された装置を使用したチームメイトテストの第一印象はどうでしたか?
私の第一印象は、装置とソフトウェアプログラムが非常に扱いやすく、検査を容易に実施できるということでした。どなたでもこの操作機とプログラムを扱えると思いますか、それとも何らかの特別なトレーニングが必要でしょうか。部分的に同意します。
操作方法は誰でも習得可能です。試験手順のいずれにおいても、特別なトレーニングは必要ありません。試験を実施する際に、留意すべき点やコツはありますか?
はい。体重を毎日管理することで、大量に投与される食物へのモチベーションを維持するよう注意しています。モチベーションの個体差が、チームメイトのパフォーマンスのばらつきにつながる可能性があります。
本記事では、マウスの学習および記憶機能を評価するために、改良された自動装置を用いたT迷路試験のプロトコルを紹介します。このシステムにより、試験プロセス中の正確なトラッキングと報酬の自動投与が可能になります。
自動化T迷路を用いた強制交互作用タスクおよび左右識別タスクは、遺伝子組換えマウスにおける作業記憶および参照記憶の堅牢で定量的な評価を可能にします。このプラットフォームにより、CNS創薬におけるターゲット検証やメカニズム的なリスク低減に不可欠な、ハイスループットで再現性の高い行動表現型解析が実現します。また、in vivo電気生理学や光遺伝学との統合により、初期探索から前臨床研究に至るまでのトランスレーショナルな連続性がさらに向上します。
この自動化T迷路プラットフォームは、初期探索から前臨床までの連続的なプロセスに適合し、中枢神経系(CNS)薬物開発におけるターゲット検証、リード化合物の同定、およびトランスレーショナルリサーチを支援します。