再構成可能な迷路システムを利用して、げっ歯類の空間ナビゲーションテストの再現性を高める

このプロトコルは、柔軟な迷路実験環境を提供し、実験者が単一の空間で複数の迷路タスクを実行できるようにします。この手法の主な利点は、標準化された部品を組み合わせることで、目的の迷路形状を瞬時に構成できることです。さらに、そのシステムは、容易に分解および再現することができ、 この方法は、ナビゲーションの行動的および生理学的メカニズムの研究に貢献します。

また、トランスジェニック動物やノックアウト動物の行動異常をスクリーニングするために、試験体において有用です。まず、ベースプレート付きのタワーをパンチングボードに挿入して、迷路のT字型のフレームワークを形成します。タワーの上部に通路を取り付け、遅延エリアの通路をトレッドミルに交換します。

迷路の各端にフィーダーを取り付けてから、左右の枝に可動壁を取り付けます。タスク実行のために、コントロールボックス、マイクロコントローラ、PCを起動して接続します。タスクスケジュールを設定し、実験に必要なパラメータをマイコン上で受け取るプログラムを作成し、タスクを実行します。目的の迷路形状を構築し、ホームケージからラットを移動させ、迷路の任意の位置に配置します。

ラットが構築された迷路を10分間自由に探索して慣れるようにします。トレッドミルで遅延交替タスクを実行するプログラムを設定し、必要に応じて迷路の形状を変更します。ラットを迷路の任意の位置に置き、遅延交替タスクのトレーニングまたはテストを実行します。

各タスクの後にラットをホームケージに戻し、各ラットの後に70%エタノールで迷路を完全に拭きます。迷路を再度使用する前に、少なくとも5分間待ちます。動物の軌跡については、天井に取り付けられたデジタルビデオカメラを使用して、遅延交替タスク中の動物の行動を記録します。

最後に、毎秒50フレームでキャプチャされた画像に基づいて、マーカーレス姿勢推定ソフトウェアを使用して走行軌跡を追跡します。ラットの再構成可能な迷路テストの画像をこの図に示します。経路部分は、1つの環境で複数の形状に再構成されました。

ここに示す画像は、マウスの再構成可能な迷路テストを表しています。これらの迷路は、任意の場所にフィーダーと可動壁とともに配置されました。迷路の形状は、遅延交替タスクの列車フェーズとテストフェーズ中に徐々に変化します。

タスクで使用されるフィーダのタイプは、色付きのボックスで示されます。代表的なラットの走行軌跡を示す。これらのグラフィック画像は、トレーニングの開始からテストの終了までの4日間のラットの行動パフォーマンスを表しています。

各トレーニング フェーズのタスク完了時刻とテスト フェーズの初日がここに表示されます。遅延交替テストにおける正しい選択肢応答の割合をこの図に示します。点線は確率レベルを示します。

再構成可能な迷路の組み立て時間をこの図に示します。線形トラックは、経路、フィーダー、およびトレッドミルを追加して、T字型の迷路に変更されました。5人の実験者がそれぞれ3回の試行を行い、すべての試験を同じ日に実施した。

迷路の部分を穴のある床に正しく配置することが重要です。地板を用いてレイアウトを決定することで、高い再現性で迷路実験を行うことができます。