Evaluatie van ruimtelijke geheugenvermindering in een muismodel van traumatische hersenletsel met behulp van een radiaal waterdierdool

Het algemene doel van dit Radial Water Tread Maze-protocol is om het ruimtelijk geheugen te testen in een muismodel van traumatisch hersenletsel met behulp van een muisgerichte cognitieve taak waarbij geen zwemmen vereist is. Deze methode kan bijzonder nuttig zijn voor het testen van cognitie in muismodellen waarin motorische tekortkomingen en/of een gebrek aan motivatie cognitieve testprotocollen op basis van zwemmen, zoals de Morris Water Maze, onpraktisch maken. Hoewel deze methode inzicht kan bieden in groepsverschillen en cognitie in een controlled cortical impact-model van traumatisch hersenletsel bij muizen, kan het ook nuttig zijn voor het meten van cognitie bij verouderde en transgene muismodellen die erom bekend staan slecht te presteren in tests op basis van zwemmen.

Voer op alle testdagen de volgende voorbereidende stappen uit. Laat de muizen eerst gedurende ten minste 30 minuten in hun thuiskooien acclimatiseren aan de testruimte. Het ronde doolhof is voorzien van visuele aanwijzingen langs de binnenmuren.

De verplaatsbare ontsnappingsdoos is gepositioneerd bij een van de negen verschillende uitgangsgaten. Terwijl de muizen acclimatiseren, worden de uitgangen en de doos gedesinfecteerd met een 70% ethanol spray. Vul vervolgens het doolhof met ongeveer een inch koud water.

Het is zeer belangrijk om de watertemperatuur tussen de proeven consistent te houden. Meet daarom nauwkeurig en pas indien nodig aan. Plaats nu de ontsnappingsbox bij een van de negen uitgangsgaten.

Gebruik een warmtebron om de doos warm te houden, bij voorkeur een warmtematje. Daarnaast moet de doos lichtdicht worden afgesloten. De ontsnappingsdoos moet altijd donker, warm en relatief geurloos zijn.

De lichtbron is waarschijnlijk ook een aanwijzing, dus verander de positie ervan niet tussen de trials door. Verwijder de testmuis voorzichtig bij de staart uit de kooi en plaats deze in het midden van de apparatus. Start vervolgens onmiddellijk met het timen van hoe lang de muis erover doet om de uitgang te vinden.

Als een muis in een doodlopend gat klimt en na 20 seconden niet spontaan het doolhof weer binnengaat, stop dan de proef niet. Leid de muis in plaats daarvan met de hand terug naar het midden van het doolhof en laat de muis de proef voltooien. Als de muis na drie minuten het doolhof nog niet heeft verlaten, wordt de proef als een mislukking gescoord en wordt de tijd geregistreerd als drie minuten.

Begeleid het dier vervolgens met de hand voorzichtig via de meest directe weg naar de uitgang. Laat de muis één minuut in de ontsnappingsbox blijven zodra deze is bereikt. Plaats de muis daarna terug in de thuiskooi terwijl het doolhof wordt gereset.

Saniteer tussen de proeven door de ontsnappingsbox en de uitgangen grondig met een 70% ethanol-spray om te voorkomen dat de muis oude geursporen gebruikt om de juiste ontsnappingsroute te vinden. Dit kan vrij snel worden gedaan. Herhaal de proef nu nog twee keer bij dezelfde muis, voor een totaal van drie opeenvolgende proeven.

Elke testdag bestaat uit drie pogingen per muis. Niet meer en niet minder. Leeg naast het desinfecteren het doolhof en vernieuw het water tussen het testen van verschillende muizen.

Zorg ervoor dat de watertemperatuur tussen 12 en 14 °C blijft. Gebruik bakken met ijs of kouder warm water om de temperatuur van het kraanwater binnen dit bereik aan te passen. Tussen de testdagen door is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de visuele aanwijzingen in het doolhof en in de ruimte rondom het doolhof consistent blijven.

Een volledig testregime bestaat uit vijf opeenvolgende testdagen die allemaal op dezelfde wijze worden uitgevoerd. De vijfde dag wordt beschouwd als de maatstaf voor het geheugenbehoud. Mits er tussen dag zes en 11 geen tests worden uitgevoerd, kan een test op dag 12 worden gebruikt om het langetermijngeheugen te meten.

Het radiale waterdoolhof werd gebruikt om ruimtelijke geheugendeficiënties als gevolg van letsel te onderzoeken bij muizen die ofwel een door gecontroleerde corticale impact veroorzaakt traumatisch hersenletsel of een sham-ingreep ondergingen. De TBI-chirurgie wordt gedetailleerd beschreven in het tekstprotocol en in een JoVE-artikel van Romin, Gao en Chen uit 2014. Kort samengevat werd het letsel veroorzaakt met een door een solenoïde aangestuurde corticale impact met een convexe tip van drie millimeter.

De sham-groepen werden geopereerd, maar niet beïnvloed door het apparaat. 35 dagen na de operatie werd het beschreven testregime uitgevoerd. Alle muizen voldeden aan de criteriatest voor de wens om uit het labyrint te ontsnappen.

Alle muizen werden daarom meegenomen in de analyse. De resultaten tonen een duidelijk verschil tussen de TBI-muizen en de sham-controles. De ontsnappingstijd was significant langer voor de gewonde muizen op de eerste trainingsdag en op beide dagen van de geheugentesten.

Aldus beïnvloedde het beschreven TBI het leervermogen van het dier. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in hoe u cognitieve testen correct uitvoert met behulp van een muisspecifieke test voor ruimtelijke cognitie. Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in minder dan 15 minuten per dier worden uitgevoerd, mits dit correct gebeurt.

Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de positionering van de visuele signalen en de watertemperatuur consistent moeten blijven over alle proeven heen.