Name: マウスにおける自発運動と不安様行動を測定するために、オープンフィールド迷路の利用 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: 学ぶ オープンフィールド迷路を用いたマウスの自発運動と不安様行動の測定法。ビデオ追跡ソフトウェアで行動データを解析し、感情行動パターンを評価する神経科学研究に有用です。

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この作業は、国立衛生研究所(NIH-2RO1NS033661)とアラバマ農業試験場(HATCH ALA021-1-09017)の支援を受けました。

注：ここに実行されたすべての手順は、に提出され、動物実験委員会（研究コンプライアンス室）によって承認され、NIHガイドライン以下の行われたました。行動試験パラダイムで使用されるマウスは、ナイーブと他のテストには使用されませんでした。このプロトコルで使用されるC57BL / 6野生型およびノックアウトマウスは、9以前に記載されており、ここに示されたデータは、その原稿からのものである。 テストルームとオープンフィールド装置の作製<ol><li> 4活動チャンバーからなる複数の単位オープンフィールド迷路（OFM）を使用するこの分析（ 図1）のために使用した。各チャンバ50センチメートル（長さ）を測定した50センチメートル（幅）38センチメートル（高さ）×白と高密度非多孔性プラスチックから作られたxは。 </li><li>迷路の壁が滑らかであったが、歩行時のトラクションのための迷路の床を質感。迷路の象限は、この試験の目的のために完全に空だった。このプロトの残りの部分を考慮して鞍部、上述の迷路の単一象限はOFMを実証するために利用される。 </li><li>使用前に、前の主題をマウスで左どんな香り手がかりを除去するために次の試験の前に95％エタノールを有するチャンバを拭きます。 </li><li>エタノールは、試験前のマウスに完全に蒸発することを許可する。これは、各テストセッションの間に5〜10分かかる場合があります。 </li><li>この分析のために、マウスの動きを記録し、評価するPanLab /ハーバード装置からSMARTビデオ追跡ソフトウェアを使用しています。 注：すべての商用ビデオ追跡カメラおよびソフトウェアは、被験者を追跡し、オープンフィールド迷路の結果を評価することができる。エンドユーザがキャリブレーションする方法を理解し、個々の分析のために使用されるソフトウェアを実行することは非常に重要である。カメラおよびソフトウェアが正しく製造業者の指示書に従って較正されたときにかかわらず使用されるビデオカメラやトラッキングソフトウェアの、最良の結果が得られる。 </li><li>テストIを実行します標準迷路装置及びソフトウェアを実行するために必要なコンピュータを含むことが可能な照明された部屋をナ。天井に取り付けることにより、カメラのレンズが全体迷路領域（ 図2）を見ることを可能にする任意の高められたサポートシステムのいずれかを使用して迷路の上にビデオカメラを中断する。 </li><li>テストの人間の管理者として、マウスの動作に影響しないように迷路内の被験者によって完全に観察不能であることが部屋に十分なスペースを用意してください。 </li></ol> 2.活性を測定するためにソフトウェアの準備<ol><li>ビデオ追跡ソフトウェアを開きます。 </li><li>ソフトウェアが開かれると、「データ収集」タブと、このオプションを開くには、シングルクリックの下に位置する「シングルターゲット追尾」オプションにカーソルを移動。 </li><li>画面の下部にある「静的背景」オプションを選択します。 </li><li> 「静的背景」を選択した後選んだあるnは、その前の被験者の添加迷路の画像を撮影するためのソフトウェアを使用する必要がある。これを行うには、画面とシングルクリックの下部にある「写真」ボタンにカーソルを移動します。 注：ソフトウェアは、追跡プロセス中に撮影された画像から減算される被験者なしシナリオを撮影します。これは、被写体の動きをソフトウェアにより分析されることになる。 </li><li>上記撮影した背景画像が完全に画面の下部にある「テスト」ボタンにカーソルを移動し、一度クリックすることにより、追跡ソフトウェアによって除去されることを確認します。背景画像が完全に追跡画像から削除された場合、白色の固体フィールドが表示される。照明条件が変化したり迷路を誤って移動した場合は、2つのイメージが完全に一致していないことを示す、このフィールドに黒の「影」を参照してくださいます。この状況を解決するには、単にサントを繰り返すP上記2.4。 </li><li>背景の設定を確認した後、時間が取得時に制御されている方法を設定するタイミングオプションを使用します。これを行うには、「設定」タブにカーソルを合わせ、「タイミング」の見出しを一度クリックしてください。実験パラメータを入力するために、新しく開いたウィンドウを使用してください。 </li><li>このプロトコルのために、10分間の追跡期間として「プログラムされた時間」オプションを選択しました。迷路の中央にマウスを置くと追跡の開始前に離れて移動するためのユーザーの時間を可能にするために5秒に「​​潜伏期間」に設定します。試験期間のための10分の「取得時間」と入力します。自動的にカメラとソフトウェアのトラッキング機能をオフにします」プログラムされた時間（10分）が終了すると &quot;に設定し「停止制御」を設定してください。 </li><li>すべてのタイミングは、ウィンドウを閉じるように設定された後、「閉じる」ボタンにカーソルを移動します。これで、テストを開始する準備ができました手順をる。 </li></ol>オープンフィールド試験の3.管理注：このプロトコルで使用されるソフトウェアパッケージは、一度に最大16の個々のマウスの追跡を可能にする。完了を容易にするために、上述したように、ここで説明するプロトコルは、OFMの単一象限を使用して、単一のマウスである。このプロトコルの使用中の機器については、4個々のマウスの最大は迷路の各象限を使用して追跡することができた。複数エンクロージャー迷路を利用した場合は、その定義された象限に第一の主題のマウスを配置した後、分析を追跡するための、それぞれの迷路の象限に残りのマウスを置く。このプロトコルの目的のために、さらなる命令は、迷路の単一象限に特異的である。 <ol><li>試験室に彼らの住宅の部屋から自分のホームケージでマウスを持参してください。マウスは、試験の開始前に最低30分間​​処置室に順応できるようにします。 </li><li>シングルMを削除そっとその尾をつかんでホームケージからウーズと同時にマウスの動きの追跡を開始するには、[開始]ボタンをシングルクリックすることでSMARTソフトウェアを起動しながら、オープンフィールド迷路の中央にマウスを置く。マウスは迷路の周囲の壁とリリースのタイミングに速やかに移動し、マウスのキャプチャをトラッキングこの動きを記録するために一致すべきであるのは正常です。 </li><li> 、追跡ソフトウェアは動きを記録します、その間に1つの10分の期間（ 図3）のために迷路のそれぞれの象限を通じて主題マウスの自由と途切れない移動を可能に。 </li><li>試験期間の終わりに、静かに主題マウスを拾う迷路からそれを削除し、そのホームケージに戻す。 </li><li>迷路をクリーニングする前に、視覚的に迷路に存在する糞丸薬ペレットをカウントし、手動で、さらなる分析のための番号を記録します。 </li><li>すべての糞を削除し、排尿の全てのスポットを拭き取る。 95％のエタノールで迷路象限の床と壁をスプレーし、清潔な紙タオルで拭いてください。事前の他のマウスの試験に完全に乾燥さエタノール溶液を許可する。 </li><li>次のマウスを使って手順を繰り返します。 </li></ol> 4.測定とテスト手順の間挙動の解析注：測定のために、オープンフィールド行動の三つの側面が容易に（説明を参照してください）​​このプロトコルを使用して特徴づけられる。ビデオトラッキングソフトウェアでこれらの測定値にアクセスする方法についての簡単な命令は以下の通りである。 <ol><li> SMARTソフトウェアのメイン画面から、ゾーンエディタを開くには、「ゾーン」タブをシングルクリック、「定義」にカーソルを移動します。 </li><li> SMARTソフトウェアのユーザーズマニュアルの詳細な手順は、追跡経路上にオーバーレイするゾーンまたはグリッドを定義しない従ってください。ここでは、ソフトウェアは、迷路の床をカバーする10cmの正方形（5×5グリッドを定義するために使用された<stronG&gt;図4）。事前のゾーンエディタを閉じるに作成したゾーンファイルを保存してください。 </li><li> SMARTソフトウェアのメイン画面から、「分析」タブにカーソルを移動して、単一のデータ分析]ウィンドウを開きます。 </li><li> 「ファイル」タブにカーソルを移動し、上記で作成したゾーンファイルを開きます。 </li><li> 「設定」タブにカーソルを移動し、「トラック分析」オプションを開きます。これは「シングル主題分析の設定」ウィンドウが開きます。 <ol><li> 「標準」タブにカーソルを移動し、含まれるパラメータボックス（右側）に使用可能なパラメータボックス（左側）から「同伴距離」パラメータを移動します。 </li><li> 「ゾーントランジション」タブにカーソルを移動し、上記のように含まれるパラメータボックスにすべての適切なパラメータを移動します。 </li><li> 「フルトラック」ボックスがウィンドウの下部にチェックされていることを確認してください。 </li><li>モーOKボタンにカーソルをVEの、シングルサブジェクト解析設定ウィンドウを閉じます。 注：あなたが実行したい分析によっては、他の多くのオプションが解析から、鉱山データに、このウィンドウで選択することができます。パラメータは、あなたのデータの分析のために最も重要であるか決定するためにあなたの特定のプログラムの詳細な取扱説明書をお読みください。 </li></ol></li><li>プログラムウィンドウの左上の[ファイル]タブの下では、単一の対象トラックウィンドウを開き、分析されているすべてのトラックの横にチェックマークを付けます。ウィンドウの上部にあるチェックマークボタンにカーソルを移動し、トラックExplorerウィンドウを閉じます。 </li><li>データ解析ウィンドウ内の「移動」ボタンにカーソルを移動し、シングルトラックデータの分析を開始するためにクリックします。 </li><li>分析データは、いずれかのASCIIテキストフ​​ァイルとして出力することができるか、または直接EXCELスプレッドシートにエクスポートすることができる。出力DAには、使用しているソフトウェアプログラムの出力ツールを使用して、あなた自身の使用のためにTA。 注：総移動距離と指示されたゾーンで過ごした時間は、上記で概説したデータ分析の手順に従って出力されます。ここでも、ここに表され、これらの測定に到達するまでの手順を使用し、ユーザソフトウェアによって異なりますことを強調している。しかし、データ自体と結果の解釈は、使用されるソフトウェアプログラムの同じような独立している必要があります。これは、収集されたすべてのデータは、ソフトウェアではなく、管理者が測定したデータを定量化し、試験管理バイアスが、このプロトコルから取り出されていることも注目に値する。以上説明のように収集されたデータへのqualifiable要素は存在しない。 </li></ol>

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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

オープンフィールド迷路は、動物行動研究において最も広く使用されているプラ​​ットフォームのひとつです。 2,4 OFMの実行中に収集し、分析することができる重要な従来の動物行動学パラメータの数。これらのデータは、研究者は、全体的な運動活性から不安関連感情的な行動8に至るまでの行動を測定することができます。しかし、OFMの使用はその欠点がないわけではない。 One交絡の問題は、すべてのテストセッション中に操作することができ、静的変数の広い範囲です。例としては、時間、照明条件及び新規物体を含めることがあります。アプリケーションの広域スペクトルをサポートするために不可欠な実験プロトコルのセットアップやデザインの変動は、それが困難な研究を比較することができます。そのような別の背景またはトランスジェニックマウス系統として受けたときの変動、および薬物治療が含まれ、テストの比較が困難であるがさらに増大させることができる。これらの問題にもかかわらず、OFMは齧歯類行動研究において最も広く適用される技術の一つである。ここでは、それは、マウスの不安および情動に関連するOFM及びそれらの分析から得られた結果を議論す...

オープンフィールド迷路(OFM)は、1934年にげっ歯類1の感情を測定するためのテストとして最初に開発されました。それは、動物心理学2において最も広く使用されている行動尺度の1つであるという地位を獲得しています。これは、被験者へのトレーニングを必要とせず、テストを管理する人間に対する専門的なトレーニングをほとんどまたはまったく必要としない、明確に定義された行動の簡単でかなり迅速な評価を提供します。これらの特性により、子牛、豚、ウサギ、霊長類、ミツバチ、ロブスターなどの他の動物種にまで及ぶ研究で、オープンフィールド迷路が広く利用されるようになりました3。その人気の一部は、テストの根底にある心理学的および生理学的概念が一般的に単純でよく理解されているという事実から生じています。 例えば、進化の力が動物に共通の反応を選択し、ほとんどの種が特定の刺激に対して不安媒介性の恐怖や逃走反応を示すと仮定されてきた。たとえば、げっ歯類は、大きく、明るく、明るく、開放的で未知の環境に対して明確な嫌悪感を示します4。彼らは、これらのタイプの環境を危険と見なすように系統発生的に条件付けられてきたと推測できます。これらの機能はすべてオープンフィールド迷路に組み込まれており、行動パラダイムテストでの使用の基礎を形成しています。
オープンフィールド迷路は、対象者が脱出するのを防ぐのに十分な高さの壁で囲まれたエリアで構成されています。典型的な迷路の形状は、テスト対象のサイズに基づいて、迷路の中心に開放感を引き出すのに十分な大きさの領域を持つ円形または正方形です。オープンフィールド迷路では、多くの変数を採点でき、ほとんどのパラメーターにはさまざまなタイプの運動活動が含まれます2。歩行は研究された最も一般的な行動ですが、潜伏時間や飼育などの他の行動も測定できます。ほとんどの場合、げっ歯類の行動は裸の迷路で分析されます。しかし、迷路の床に1つまたは多数の物体を追加することで、被験者が新たな追加刺激2とどのように相互作用するかを見る能力が加わる。オブジェクトが提示されるときに関連するパラメータは、通常、オブジェクトへのアプローチの数、または場合によっては、あるオブジェクトが別のオブジェクトよりも優先または嫌悪されます。
多くの不安行動テストは、被験者の動物の身体活動と移動運動に基づいています5。運動活動などの非感情的な交絡因子を分離しながら、感情性の行動テストを解釈することは、激しい議論の対象となっています6,7。 OFMが最初に記述されたように、感情の2つの尺度、自発運動活動と糞便ボリ沈着または排便1を推論できます。しかし、これら2つの尺度は、げっ歯類の感情が多次元であるという結論を支持するいくつかの研究で無関係であることが示されている5。いずれにせよ、これらの測定値に関する文献の不一致や、マウスモデルにおける感情や不安は、分析基準の違いや試験手順の違いに起因する可能性があります。研究によると、マウスモデルを比較すると、OFM分析の結果が他の不安の尺度と決定的に関連しています8。

<table><tbody><tr><td>マルチユニットオープンフィールドテスト</td><td>サンディエゴインスツルメンツ社</td><td>ホワイト 7001-0354</td><td>任意のシングルまたはマルチユニットのオープンフィールド迷路を使用することができます</td></tr><tr><td>SMART DTトラッキングソフトウェア</td><td>PanLab/Harvard Apparatus</td><td>76-0695</td><td>このプロトコルでは、任意のトラッキングソフトウェアを利用することができます</td></tr><tr><td>ソニー990xビデオカメラレコーダー</td><td></td><td>ソニーCCD-TRV328</td><td>任意の適切なビデオカメラをトラッキングプロファイルを記録するためにコンピュータに接続することができます。</td></tr></tbody></table>

マウスにおける自発運動と不安様行動を測定するために、オープンフィールド迷路の利用

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice

動物モデルは、行動のメカニズムに関する質問に答えようとする研究者にとって非常に貴重であることが証明されています。オープンフィールド迷路は、動物モデルの行動を測定するために最も一般的に使用されるプラットフォームの1つです。これは、一般的な歩行能力から対象動物の感情に関するデータまで、さまざまな行動情報を提供する高速で比較的簡単なテストです。げっ歯類モデルに関連するため、この手順により、実験室で飼育されたマウスと野生捕獲されたマウスまたはラットの異なる系統の研究が可能になります。また、この技術は、抗不安作用や抗不安作用のためのさまざまな薬理学的化合物の研究にも容易に適しています。ここでは、マウスの行動を記述するためにオープンフィールド迷路を使用するためのプロトコルが詳細に説明され、C57BL/6マウスの2つの系統間の一般的な自発運動能力と不安関連の感情行動の簡単な分析が行われます。簡単に言えば、記載されたプロトコルを使用して、野生型マウスは、年齢を一致させたノックアウトマウスよりも不安関連行動が有意に少なかったことを示していますが、両方の系統は同様の歩行能力を示しました。

ほとんどの場合、試験したマウスの株当たりの個体の平均数は約20で十分な統計的関連性を生成することである。しかし、この数は、マウスの可用性に応じて8-30の範囲にすることができる。必要な測定または比較に応じて、年齢をマッチさせた被験者を使用することも好ましい。 オープンフィールド迷路に測定するための第一と間違いなく最も重要な特定のパラメータは、総歩行距離です。測定単位は、比較目的のためには無関係であるが、それはほとんどの場合、メトリック測定（cm）のように表される。ここでは（ 図5）に提示実験データでは、野生型（WT）または正常C57BL / 6マウスは、特定のノックアウトC57BL / 6マウス系統（KO）と同様の歩行能力を示す。横断総距離は株または治療の間で類似している場合には自発運動が効果的equaから削除されるため、感情的な行動のさらなる分析が簡略化されているる。試験したマウスの運動能力に大きな差がある場合は、さらにそのような迷路の特定の指定区域で過ごしたゾーンエントリや時間などの分析を代わりに歪みや治療効果の非アクティブが原因でスキューする...

A プロトコルは、実験用マウスモデルの一般的な自発運動活動、不安、感情にアクセスするために、オープンフィールド迷路を使用するために提供されています。

Animal models have proven to be invaluable to researchers trying to answer questions regarding the mechanisms of behavior. The Open Field Maze is one of ...

この手順の全体的な目標は、一般的な自発運動行動を視覚化し、不安に関連する感情行動を具体的に測定するための使いやすいプラットフォームとして、オープンフィールド迷路を紹介することです。侵食されたモデルで。これは、まず、関心のある行動を測定するための迷路プラットフォームとカメラ追跡システムを設定することで実現されます。2番目のステップは、カメラが受信するバックグラウンドノイズを最小限に抑えるような方法で、マウスの被写体を迷路に導入することです。次に、マウスは迷路の閉鎖中を自由に中断することなく移動でき、ビデオ追跡ソフトウェアを使用してカメラによってキャプチャされます。最後のステップは、追跡ソフトウェアから取得したデータを分析して、不安関連行動の測定に使用されるパラメーターの違いを特定することです。最終的には、オープンフィールドの迷路を使用して、自発運動活動と不安関連行動を測定し、げっ歯類モデルの感情行動パターンに関する洞察を得ることができます。この手法が、高架プラス迷路のようなげっ歯類モデルで不安を測定する既存の方法よりも優れている点の1つは、1回のテストセッションで測定できる動物行動学的および従来のパラメータの数です。実験を準備するには、オープンフィールド迷路またはOFMを入手します。これは、単一または複数のアクティビティチャンバー迷路で構成されている場合があります。各チャンバーは、長さが約50センチメートル、幅が50センチメートル、高さが約38センチメートルで、迷路の高密度で非多孔質のプラスチック床から作られるべきであり、歩行中の牽引のためにテクスチャー加工されるべきであり、迷路の壁は、クライミングを阻害するために滑らかでなければならず、迷路の象限を完全に空のままにします。このテストでは、空の 4 象限迷路の 1 象限を使用します。使用前にOFMを実証するには、チャンバーを95%エタノールで拭いて、前の被験者マウスが残した匂いの手がかりを取り除きます。マウスをテストする前に、エタノールを5〜10分間完全に蒸発させます。約 500 ルクスから 1000 ルクスまたは通常のオフィス照明条件の光レベルを持つ通常照明の部屋でテストを設定し、ビデオ カメラを天井に取り付けて迷路の上に吊り下げ、カメラ レンズが迷路エリア全体を見ることができるようにします。迷路の被験者に観察されないように、部屋に十分なスペースを確保してください。そうしないと、マウスの行動に影響を与える可能性があります。ビデオトラッキングソフトウェアを開き、データ収集タブを選択します。次に、単一の被写体の追跡。画面の下部にある静的背景オプションを選択します。次に、画面下部にある写真ボタンをクリックして写真を撮ります。画面下部にあるテストボタンを選択して、上記の背景画像が追跡ソフトウェアによって完全に削除されていることを確認します。背景画像がトラッキング画像から完全に削除されている場合、白いフィールドが表示されます。照明条件が変わったり、迷路が誤って移動したりした場合、このフィールドには黒い影が表示され、2 つの画像が完全に一致しないことを示します。このエラーを修正するには、キャリブレーション手順を繰り返します。バックグラウンド設定を確認したら、設定タブをクリックしてタイミングオプションを設定します。タイミングの見出しに入ったら、新しく開いたウィンドウを使用して実験パラメータを入力します。プログラムされた時間オプションで10分の追跡期間を選択し、遅延期間を5秒に設定します。テスト期間中の取得時間を 10 分に入力します。停止制御をプログラムされた時間が終了したときに設定すると、カメラとソフトウェアの追跡機能が自動的にオフになります。すべてのタイミングを設定したら、閉じるボタンを選択します。停止制御をプログラムされた時間が終了したときに設定すると、カメラとソフトウェアの追跡機能が自動的にオフになります。すべてのタイミングを設定したら、閉じるボタンを選択してオープンフィールドテストを開始します。マウスを入れた家庭用ケージを、ハウジングルームからテストルームに置きます。マウスが処置室に順応するのを最低30分待ってから、試験を開始してください。次に、1匹のマウスをホームケージからそっとつまんで取り出します。そして、スマートソフトウェアを同時にアクティブにしながら、マウスをOFMの中央に置きます。マウスが迷路内を移動するとすぐに記録します。マウスが迷路全体で10分間自由で中断なく動くようにします。テスト期間の終了時に、マウスを迷路からそっと取り外し、ホームケージに戻します。迷路に存在する糞便ボイペレットを視覚的に数え、さらに分析するために手動で数を記録します。次に、すべての糞便ペレットを取り除き、排尿のすべてのスポットを拭き取ります。迷路の象限の床と壁に95%エタノールをスプレーし、清潔なペーパータオルで拭き取ります。他のマウスをテストする前に、エタノール溶液を完全に乾かしてください。次のマウスで手順を繰り返します。オープンフィールドの迷路で測定する最初の、そしておそらく最も重要な特定のパラメータは、総歩行距離、野生型、または通常のC 57ブラックシックスです。マウスは、特定のノックアウトと同様の歩行能力を示し、Cセブンブラックシックスマウス系統は、系統間で移動した総距離が類似している場合に発症する。野生型マウスとノックアウトマウスでは、Figmaが類似した2つのマウス系統間の総歩行距離、または被験者が壁の近くに留まる傾向が分析されたため、自発運動活動が方程式から除外されるため、感情行動のさらなる分析が簡素化されます。イチジクのモタは、ノックアウトマウスの外側のゾーンで増加し、これは不安レベルの上昇を表しています。ノックアウトマウスは、野生型マウスと比較して糞便ボリの増加を示しました。BOIの数の増加は、対象動物の不安と感情の増加を示している可能性があります。この手順を実行するときは、不必要な騒音や動きがテスト対象の行動に影響を与える可能性があるため、テストを実施する人ができるだけ静止して静かにしておくことが非常に重要です。

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Research

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