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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
여기 우리 디자인, 비용, 및 건설의 필수 장비를 포함 하 여 murine 개체 위치 및 소설 개체 인식 행동 테스트, 경제적인 설립에 대 한 포괄적인 지침을 포함 하는 프로토콜을 제공 뿐만 아니라 행동 테스트, 데이터 수집 및 분석의 실행.
Ethologically 관련 행동 테스트 마우스 모델을 사용 하 여 다양 한 생리 적 또는 병 적인 변화의 인지 효과 공부 하는 모든 연구의 중요 한 구성 요소입니다. 개체 위치 작업 (OLT)와 소설 개체 인식 작업 (NORT) 두 효과적인 행동 작업 기능과 메모리에 관련 된 특정 뇌 영역의 상대 건강을 일반적으로 사용 되는. 이들이 테스트의 둘 다의 고유의 특혜를 악용 하는 동안 이전에 대 한 메모리를 공개 참신에 대 한 마우스 개체 발생, OLT는 주로 hippocampal 활동에 크게 의존 공간 학습 평가. NORT, 대조적으로, 여러 뇌 영역에 의존 하는 개체 id의 공간이 아닌 학습을 평가 합니다. 두 작업은 오픈 필드 테스트 경기장, 마우스, 적절 한 환경 신호 및 비디오 녹화 장비를 해당 기본 값으로 개체 및 소프트웨어 필요합니다. 상업적으로 사용할 수 있는 시스템, 편리한 반면, 비쌀 수 있다. 이 원고는 경기장을 구축 하 고 OLT와 NORT를 수행 하는 데 필요한 장비를 설정 하는 간단 하 고 비용 효율적인 방법을 자세히 설명 합니다. 또한, 원고는 OLT와 NORT를 통합 하 고 데이터 수집 및 분석, 뿐만 아니라 대표 결과 대 한 일반적인 메서드를 제공 합니다 효율적인 테스트 프로토콜을 설명 합니다. 이러한 테스트의 성공적인 완료는 다양 한 마우스 모델 시스템의 메모리 함수에 대 한 값진 통찰력을 제공 하 고 이러한 기능을 지 원하는 기본 신경 영역 평가 수 있습니다.
효과적인 인지 테스트 분리 하 고 제어 환경1동작을 검사 하 여 특정 뇌 영역의 신경 기능 평가. 인간에서는, 특정 작업 대상된 두뇌 지구, 전 두 엽 기능에 대 한 작업 또는 캠브리지 신경 심리적 시험 자동 배터리 (테스트 학습 짝된 동료를 정렬 하는 위스콘신 카드 등의 성능을 평가 하기 위해 설계 되었습니다. CANTAB) hippocampal 기능2,3. 이 테스트는 그 영역의 신경 활동에 기인 하는 행동을 평가 하 여 인 간에 있는 특정 뇌 영역의 기능을 연구 하도록 설계 되었습니다. 가장 생물 의학 연구의 최종 목표는 인간의 건강;의 개선 그러나, 뇌 기능 건강 또는 질병의 많은 연구와 인간의 윤리적으로 수행할 수 없습니다. 인간 참가자를 사용할 수 없는 연구, 쥐와 같은 작은 설치류는 종종 선택의 모델입니다. 마우스 모델을 사용 하 여 직접 실험 조작 유전자 발현의 변화, 상해의 유도 또는 optogenetic 기술을 통해 회로 활동의 심지어 변조를 포함 하 여 제어할 수 있습니다. 특정 지역에 의존 하는 행동을 측정 하 여 뇌 기능에 실험 변수의 영향을 평가 하는 것을 목표로 행동 테스트 쥐, 인간의 테스트와 유사 합니다.
해 마는 인간과 설치류4메모리 형성에 대 한 필수적인 구조입니다. 좀 더 구체적으로, 해 마 선언적 메모리 관련 된 관계형 표현 하지만 뇌4의 모터 센터에 절차상 메모리에 중요 한 역할을 한다. 그것은 섭 동에 절 묘하게 과민 하기 때문에 hippocampal 메모리 기능 신경 과학의 많은 분야에 걸쳐 연구의 초점을 하고있다.입니다. 뇌졸중 발작을 노화 하 고 장기간된 스트레스에 이르기까지 부정적인 섭 hippocampal 손상5와 연결 됩니다. 반면, 사회적 상호 작용, 물리적 환경 농축, 등 운동, 긍정적인 개입 hippocampal 기능6,,78향상. Hippocampal 메모리의 적절 한 테스트를 가진 설치류 학문 hippocampal 기능에 다른 환경 개입의 효과 뿐 아니라 메모리의 세포질이 고 분자 중재자에 대 한 통찰력을 밝힐 수 있다.
설치류, 몇 가지 테스트 해 마 의존 학습 및 메모리9,,1011연구 개발 되었습니다. 그들은 수 수 광범위 하 게 세분화, 행동에 변화를 이끌어내는 감정적인 원자가와 자극을 필요로 하는 작업 및 작업을 소설 자극11조사 설치류 취향에. 냉동 동작9,공포 유발11을 측정 하 여 불쾌 한 자극 (발 충격) 환경 컨텍스트 및 컨텍스트에 대 한 나중 테스트 메모리 쌍 등 상황별 두려움 컨디셔닝. 모리스 물 미로 건조 대응 반 즈 미로 부정적인 외부 보강을 사용 하 여 홍보 공간 학습4,11. 각각의 경우에 설치류 혐오 상황, 차가운 물에 잠기 다 되 고 또는 밝은 조명 플랫폼에 각각 노출에서 탈출을 추구 합니다. 광선 팔 미로 반면, 동물 자연 채집 동작 공간 메모리와 결합을 사용 하 여 검색 작은 음식 사례금4,11를 긍정적인 증강에 의존 합니다. 이러한 작업은 널리 사용 되 고 hippocampal 메모리에 대 한 기초 지식을 굴복 했다. 그러나, 부정과 긍정적인 외부 보강재 또는 충격 처럼 공포 유도 자극 이러한 행동을 한 감정적인 요소 추가 어떤 경우에 어떤 바람직하지 수 있습니다 테스트 합니다. 예를 들어 등 쪽과 복 부 된 고유 기능, 감정 조절, 각각12대 공간 메모리와 연결 됩니다. 자극에 감정적인 응답에 의존 하는 테스트 수 있습니다 정확 하 게 반영 하지 장애인된 공간 메모리 복 부 hippocampal 감정 조절 기능 또한 영향을 받는 경우.
OLT 해 마 의존 공간 메모리13의 측정을 제공 하는 간단 하 고 효과적인 테스트입니다. 작업 추가 외부 보강 없이 새로 움에 대 한 동물의 기본 환경 설정에 의존 하며 따라서 일반적으로 차동 감정적인 응답13과 관련 된 합병증을 피할 수 있습니다. OLT에 대 한 현재 프로토콜 마우스, 선물 된다 그러나 장비의 크기는 적절 하 게 크기를 조정 하는 경우 그것은 또한 쥐에 효과적 이다. Acclimating 오픈 필드 테스트 분야에 마우스를 다음 공간 환경 단서에 관하여 2 개체를 조사 하는 프로토콜에 의하여 이루어져 있다. 마우스는 다음 경기장에서 제거 하 고 지연 시도 간 간격 (ITI), 하는 동안 개체 중 하나 이동. ITI, 후 마우스 경기장 reintroduced 이며 자유롭게 탐색을 허용 합니다. 일반적으로 쥐 참신, 선호 하 고 만약 그들이 그들의 초기 노출에서 개체의 위치를 기억, 그들은 이동된 개체를 조사 하 고 더 많은 시간을 보낼 것입니다. 동물 hippocampal 병 변으로 공간 상황별 학습 장애는 고 결과적으로 보여주는 소설 위치14,15에서 개체에 대 한 기본 설정이 없습니다.
OLT은 메모리 신경 활동에 여러 뇌 영역에서 그리는 소설 개체 인식 작업 (NORT)의 추가 테스트와 독립적으로 또는 조합에서 사용할 수 있습니다. NORT는 OLT 때 개체 중 하나를 새 위치로 이동 하는 대신 새로운 개체로 대체 됩니다 테스트 단계까지. OLT 마찬가지로 개체의 메모리와 마우스 소설 개체를 조사 하 고 자발적으로 선호 합니다. 개체 인식 메모리 hippocampal 기판에 크게 의존, 개체 위치 메모리와 달리 다양 한 뇌 영역에 의존에 나타나고 해 마의 참여는 정착. 많은 연구 보고서는 hippocampal 병 변 또는 비활성화 영향을 주지 않습니다 소설 개체 기본 설정10,13,,1617, 다른 반대18,19찾을. 그러나, 그것은 여전히 설치류에 일반 메모리 기능을 평가 하 일반적으로 사용 되는 작업입니다.
여기에 제시 된 프로토콜 둘 다 오픈 필드 테스트 경기장을 사용 하 여 시작 하 고 OLT와 NORT, 실행에 관련 된 단계를 구분. 상업적으로 사용 가능한 행동 테스트 장비 비용 금지, 특히 더 작은 실험실에 대 한 될 수 있습니다. 이 프로토콜에는 경기장 최소의 비용 및 전문된 도구 없이 사내 구축 설계 및 간단한 단계 포함 되어 있습니다. 또한,이 프로토콜에는 이상적인 행동 테스트 지역, 경기장, 문맥 단서 및 OLT와 NORT 프로토콜의 구현에 대 한 무대를 설정 하는 비디오 녹화 시스템의 배치를 포함 하 여 자세히 설명 합니다. 성공적으로 결함이 연구에 대 한 대표적인 결과, 모든 재료와 각 연구에 대 한 절차를 최적화의 중요성을 강조 표시 됩니다.
| 설명 | 옵션 | 수량 |
| 파트 a: 아크릴 시트-불투명 화이트 (0.635 cm x 40 cm x 40.64 c m) | 라우트된 가장자리 | 2 |
| 파트 b: 아크릴 시트-불투명 화이트 (0.635 cm x 40 cm x 41.91 c m) | 라우트된 가장자리 | 2 |
| 파트 c: 아크릴 시트-불투명 화이트 (0.635 c m x 41.91 c m x 41.91 c m) | 라우트된 가장자리 | 1 |
| Acryllic 시멘트 (1 태평양 표준시.) | NA | 1 |
| 16 게이지 Hypo 주걱 | NA | 1 |
| 조합 광장 | NA | 1 |
| HD 웹캠 | NA | 1 |
| 비디오 캡처 소프트웨어 | NA | 1 |
| USB 2.0 연장 케이블 | NA | 1 |
| 케이블 도관 | NA | 1 |
표 1: 행동 테스트에 필요한 장비와 재료의 항목별된 목록입니다.
다음 프로토콜 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 오하이오 주립 대학 (OSU)에 의해 승인 되었습니다.
1. 건물은 경기장
2. 행동 테스트 환경 및 장비 설정

그림 1: 행동 테스트 준비. (A) 오픈 필드-테스트 아레나 어셈블리 부품 A 및 해당 하는 내부 벽, 외부 벽으로 파트 B 파트 C 기반으로. 완성 된 무대 자료 (파트 C)의 인접 한 가장자리에 외부 벽 사이 들어갈 두 내부 벽 (부품 A) 두 외벽 (부품 B) 기지의 전체 가장자리를 실행 하는 있을 것 이다. 모든 벽은 기지 위에 휴식 것입니다. (B)는 0.62 m 높은 테이블, 60 x 90 cm 환경 신호, 빛, 및 동시에 모든 4 개의 분야의 캡처 수 있도록 테스트 영역에 대 한 카메라에 경기장의 대표적인 배열. (C) A 커튼 실험 쥐에서 실험 및 컴퓨터 시스템을 숨깁니다. 오버 헤드 조명에이 사진을 가기의 목적에 대 한 하지만 테스트 중에 바닥 램프는. 또한, 환경 단서 중 테스트 영역의이 사진에 대 한 제거 되었습니다 하지만 테스트 중 모두 검은색 큐 테이블 뒤에 직면 하 고, 경기장 앞 4 큐. (D) A 대표 개체 (및 규모에 대 한 눈금자) 하는 OLT 또는 NORT 마우스 테스트 적합 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
3. 행동 테스트 실시

그림 2: 재판에 대 한 경기장 구성. (A) 오픈 필드 개체 없이 아레나 habituation 세션에 대 한 테스트. 검은색 화살표 릴리스 모서리를 나타냅니다. 이 코너 각 분야에서 동일한 상대 위치와 모든 마우스 테스트 한 모든 재판에 대 한 일관성 있어야 합니다. (B) 훈련 재판에 대 한 두 개의 서로 다른 개체는 그들의 각각 벽에서 6 x 6 cm에 오픈 필드에 확보. (C)에 OLT, 하나의 개체는 새로운 위치, 벽과 하지 릴리스 코너 또한 6 x 6 cm 이동 합니다. (D)에 대 한 the NORT, OLT에서 고정 된 개체는 OLT에서 이동된 개체는 이제 익숙한 개체 소설 개체로 바뀝니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
4. 행동 테스트 데이터 분석
참고: 비디오의 분석 이상적으로 적어도 2 명의 독립적인, 멀게 경험에 의해 완료 되어야 한다.


그림 3 남성과 여성의 성인 C57Bl/6 마우스이 프로토콜6을 사용 하 여 얻은 전형적인 긍정 및 부정적인 결과의 예를 제공 합니다. OLT와 NORT 데이터의 해석 항상 그룹의 집계 데이터에 적용 됩니다 (아래 내용 참조). 단일 마우스에 대 한 조사 시간 메모리 또는 메모리의 부족으로 해석 될 수 없습니다. 그러나, 쥐의 그룹의 성능 (즉., 여러 샘플) 또는 통계 테스트를 사용 하 여 고정된 기회 수준에 다른 그룹에 비교 될 수 있다. 전형적인 훈련 재판 중 쥐의 그룹 표시 되지 않습니다 중요 한 기본 평균 개체 중 하나에 대 한 그들은 둘 다 동등 하 게 소설 그리고 쥐 (그림 3A 와 3B) 본질적으로 음수 또는 양수 값을 필요가 없습니다. 쥐의 그룹의 집계 데이터 훈련 기간 동안 다른 한 개체에 대 한 상당한 선호를 보여주면, 그 고유한 기본 설정/혐오 후속 실험에서 결과 혼동 것입니다 때문에 이러한 개체 사용 하지 해야 합니다. 또한, 모든 마우스의 총 조사 시간 최소 기준을 충족 해야 합니다 (일반적으로 20 초21에서 설정) 메모리의 후속 테스트에 영향을 미칠 수 있습니다 조사에서 기준 차이가을 비교 한다.
OLT, 동안 메모리 개체 위치에 대 한 지출 평균 이동된 개체 (그림 3A)와 총 조사 시간의 50% 이상 크게 쥐에 의해 반영 된다. 개별 마우스의 총 조사 시간은 크게 다릅니다, 결과 (그림 3B) 개체에 대 한 차별 색인으로 묘사 더 나은. 그림 3B 에서 평균 차별 색인에 크게 증가 이동 했다 쥐 개체와 함께 더 많은 시간을 보낸 것을 나타냅니다. 증가 백분율 시간 또는 차별 색인에 의해 측정 여부 개체 이동 후의 조사에서 증가 쥐 개체는 훈련 기간 동안 위치 기억 나왔다.
이 프로토콜의 마지막 재판 개체 인식 메모리를 평가합니다. 1 쥐 그룹이 대표적인 예를 들어 각각 50%와 0, 고정된 컨트롤 값에 비해 긍정적인 차별 지 (그림 3D) 뿐만 아니라 조사 시간 (그림 3C)의 더 높은 평균 백분율을 보여 줍니다. 과 같이 OLT 데이터 개별 쥐 간의 총 조사 시간에 중요 한 변화는 경우 차별 색인이 이다 가능성이이 데이터를 시각화 하려면 더 나은 방법. 그림 3E 는 NORT에이 테스트 (내용 참조)에서 발생할 수 있는 통계 합병증 중 일부 2-그룹 비교의 예를 보여 줍니다. 그룹 B에 대 한 1-표본 t-검정 조사 50% 이상 크게 보여, 같은 테스트 그룹 A는 하지 않습니다. 이 A와 B는 서로 다른 의미 하지 않는다. 그룹의 차이 확인 하려면 비교 하는 a 그룹 B 별도 2 표본 비패라메트릭 맨-휘트니 검정을 수행 합니다. 이 대표적인 그룹 데이터의 2-표본 비패라메트릭 맨-휘트니 검정 큰 차이 보여줍니다 (p = 0.66) 소설 개체 조사 시간에 두 그룹 사이.
모두는 OLT와 NORT는 개체의 본질적인 가치에 매우 민감한 이며 개체 등가의 철저 한 테스트 결과 혼동 수 없는 본질적인 바이어스 인지 확인 하는 데 필요한. 그림 3 층 및 3g 부적절 한 개체 선택의 예를 보여줍니다. 파일럿 테스트에서 4의 샘플 크기와, 마우스 동향 지출 개체 개체 B (그림 3 층)에 대 한 쌍이 될 때 A와 조사 시간의 50% 미만으로 보였다. 이러한 개체 소설 개체 및 16의 큰 샘플 크기 NORT 개체 A에에서 사용 했다, 쥐 크게 50% 미만 개체 A와 조사 시간 (그림 3)를 보냈다. 소설 개체에이 혐오는 쉽게 인식할 수 있는 실험에 기술 결함으로 여기 고 고유의 기본 설정/혐오에 대 한 개체의 파일럿 테스트 하는 것은 필수적입니다 하는 이유를 보여준다.

그림 3: 야생 타입 성인 C57Bl/6 마우스 행동 테스트 데이터. (A) 조사, 개체 이동 후의 OLT 쇼 크게 증가 대 예 심 훈련 기간 동안 이동된 개체의 % 총 조사 시간의 비교. p < 0.0001, 쌍체 t 검정입니다. (B) 대표 결과 훈련과 OLT 재판 차별 색인으로 표시 하는 동안 이동된 개체 조사에 대 한 유사 하 게 보여 크게 증가 개체의 조사에서 이동 후. p < 0.0001, 쌍체 t 검정입니다. (C)는 NORT에 소설 개체의 % 총 조사 시간 소설 개체 조사에 대 한 중요 한 선호를 보여줍니다. * * p = 0.0024, 1-표본 t-검정 vs. 50 %입니다. (D) 대표 소설 개체 조사 NORT 차별 색인 마찬가지로 소설 개체 조사에 대 한 기본 설정 표시 표시에 대 한 결과. * * p = 0.0024, 1-표본 t-검정 vs 0. (E) 마우스의 두 개의 서로 다른 그룹을 포함 NORT 분석의 대표적인 결과. B 조 1-표본 t-검정에 의해 50%에서 크게 다릅니다 (* * p = 0.0024), 그룹 A는 하지 않습니다만 (p = 0.5837). 별도 분석에서 그룹을 비교 하는 2 표본 맨-휘트니 검정 고르지 그룹 크기 때문에 사용 되 고 조사에 큰 차이 발견 (p = 0.66, ns). (F) % 시간 유효성 검사 실험 작은 샘플 크기에 개체와 개체에 대 한 반감으로 추세를 보여줍니다. p = 0.2159, 1-표본 t-검정. (G) 더 큰 샘플 크기와는 NORT에 새로운 개체로 사용 (F)에서 개체, 개체에 상당한 혐오 감을 발견 되, 비록 소설 개체. * p = 0.0270, 1-표본 t-검정. 이 개체 선택에서 기술적인 실패의 예입니다. 데이터는 C-E6이전 간행물 적응 패널에서 ± SEM. 데이터를 의미 하는 대로 표시 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
저자는 공개 없다.
여기 우리 디자인, 비용, 및 건설의 필수 장비를 포함 하 여 murine 개체 위치 및 소설 개체 인식 행동 테스트, 경제적인 설립에 대 한 포괄적인 지침을 포함 하는 프로토콜을 제공 뿐만 아니라 행동 테스트, 데이터 수집 및 분석의 실행.
이 작품은 NIH에서 R00 NS089938 및 EDK 만성 뇌 손상 및 오하이오 주립 대학에서 발견 테마에서 씨앗 자금에 의해 투자 되었다.
| 사인 화이트 - 9% 반투명 및 불투명 컬러 캐스트 아크릴(Chemcast) | TAP 플라스틱 | NA | 1/4" x 15.75" x 15.75" with 라우팅 엣지 |
| 사인 화이트 - 9% 반투명 및 불투명 컬러 캐스트 아크릴(Chemcast) | TAP 플라스틱 | NA | 1/4" x 15.75" x 16.5" 라우팅 엣지 |
| 사인 화이트 - 9% 반투명 및 불투명 컬러 캐스트 아크릴(Chemcast) | TAP 플라스틱 | NA | 1/4" x 16.5" x 16.5", 라우팅 가장자리 |
| TAP 아크릴 시멘트(1pt.) | TAP Plastics | NA | |
| 16 G 하이포 애플리케이터 | TAP Plastics | NA | |
| Debut 비디오 캡처 소프트웨어 프로 에디션 | NCH 소프트웨어 | NA | |
| Stanely SAE/Metric Comb Square | Grainger | 6R171 | |
| Logitech Pro Stream 웹캠 C922x | CDW | 4429927 | |
| Belkin 16' USB 2.0 액티브 연장 케이블 | CDW | 570691 | |
| Panduit Pan-Way LD Surface Raceway (8') | CDW | 300902 | |
| 공간적/환경적 단서 | 변수 | NA | |
| 테스트를 위한 개체 | 변수 | NA | |
| 70% 에탄올 | 가변 | NA | 양면 테이프 가변 NA|