21 juli 2018
Dit protocol beschrijft een gedrags assay, op basis van de test van de doolhof Barnes, om te bestuderen hoe instinctieve defensieve acties worden gewijzigd door de kennis van de ruimtelijke omgeving.
Deze test kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van ruimtelijk geheugen, zoals hoe dieren navigeren naar een recent geleerde doellocatie. Het grote voordeel van dit paradigma is dat het etiologisch belangrijk doelgericht navigatiegedrag oproept dat wordt geactiveerd door goed gecontroleerde sensorische stimuli, en het vereist geen voorafgaande training van de muizen. Begin met het bevestigen van visuele aanwijzingen aan de rand van het platform, dat minstens twee centimeter van de rand moet zijn om te voorkomen dat muizen ze bereiken.
Bevestig de schuilplaats aan het platform. Plaats vervolgens een lichtgevende diode, of LED, bij de ingang van de schuilplaats om een lokaal visuele baken aanwijzing te geven. Vervolgens, om de muis te isoleren van externe distale visuele aanwijzingen, bouw een achthoekige muur die zich 40 centimeter boven en 15 centimeter onder het platformoppervlak rond de arena uitstrekt, gepositioneerd op 10 centimeter afstand van de rand van het platform.
Plaats een ultrasoon luidspreker 50 centimeter boven het centrum van het platform om aversieve auditieve stimuli te leveren en sluit een geluidskaart en versterker aan op een luidspreker. Plaats vervolgens een doorschijnende scherm 64 centimeter boven de arena om overhead aversieve visuele stimuli terug te projecteren met behulp van een projector. Kalibreer het projectorlicht zodat er vijf tot tien knoppen in het midden van het platformoppervlak zijn.
Plaats infrarood lichten en een infrarood camera met een losse pasfilter boven het platform om flikkeren van de beschermer in de verkregen video te voorkomen. Plaats vervolgens het gedragsapparaat in een geluid- en lichtdichte doos om te voorkomen dat externe aanwijzingen het experiment beïnvloeden. Gebruik tenslotte commercieel beschikbare software om de positie van de muis online te volgen.
Begin met het projecteren van de visuele stimuli op het scherm boven de arena. Volg de positie van de muis online en definieer vooraf een gebied van interesse in de arena dat overeenkomt met de locatie van de eerder gedefinieerde visuele stimulus om de visuele stimulus boven het dier te centreren. Test vervolgens de auditieve stimulus die bestaat uit een trein van drie frequentie gemoduleerde opsweeps van 17 tot 20 kilohertz gedurende drie seconden die in totaal negen seconden duurt.
Begin met het grondig schoonmaken van het platformoppervlak met 70%ethanol om ongewenste olfactorische aanwijzingen te verwijderen. Spoel de schuilplaats met water en 70%ethanol af en was vervolgens nogmaals met water om de ethanolgeur te verminderen. Droog zowel het platform als de schuilplaats grondig, omdat de muis de schuilplaats kan vermijden als deze nat is.
Verander de locatie van de schuilplaats in het platform voor elke proef door het platform voor het experiment te draaien. Breng vervolgens de muis naar de experimentkamer in zijn eigen kooi en plaats de kooi naast het testplatform voor een acclimatisatieperiode van 10 minuten. Voeg twee gram strooisel uit de thuiskooi van de muis toe aan de binnenkant van de schuilplaats om als lokale olfactorische aanwijzing te dienen.
Verwijder de muis uit zijn eigen kooi en vermijd het er aan de staart uit te halen. Beker het of laat het op een verrijkingsartikel klimmen dat kan worden opgeheven. Plaats vervolgens de muis voorzichtig in het midden van de arena en start de video-acquisitie.
Sta een acclimatisatieperiode van zeven minuten toe, waarin geen aversieve stimulus wordt gepresenteerd. Zorg ervoor dat de muis genoeg tijd heeft om de schuilplaats te vinden en ten minste een keer binnen te gaan, dat wil zeggen wanneer alle vier de ledematen in de schuilplaats zitten. Activeer vervolgens automatisch of handmatig de levering van de visuele stimulus gecentreerd boven de muis zodra het dier een vooraf gedefinieerd gebied van interesse bereikt.
Om meer dan één ontsnappingsreactie in dezelfde sessie op te roepen, laat de muis vrijwillig de schuilplaats verlaten. Nadat het onderzoek is voltooid, breng het dier terug naar zijn eigen kooi. Reinig ten slotte het platform en de schuilplaats voordat u het volgende dier test.
Muizen die werden blootgesteld aan auditieve of visuele stimuli initieerde snelle ontsnappingsreacties met korte latenties tussen het begin van de stimulatie en het begin van de vlucht. De gemiddelde latentie om uit de stimulus te ontsnappen was significant langer voor de auditieve stimulatie dan voor de visuele. Verder was de navigatie naar de schuilplaats nauwkeurig en waren de vluchtbanen dicht bij een rechte lijn voor alle soorten stimuli.
Na een acclimatisatieperiode van zeven minuten in het doolhof zonder schuilplaats, produceerde de presentatie van een lange visuele stimulus bevriezingsgedrag in plaats van ontsnapping. Zodra deze techniek is beheerst, kan deze in 90 minuten worden uitgevoerd als deze goed wordt uitgevoerd. Terwijl u deze procedure probeert, is het belangrijk om te onthouden om de visuele stimulus boven of boven in het hoofd van de muis te presenteren, en niet terwijl de muis de rand van het platform onderzoekt, omdat hij het stimulus waarschijnlijk zal missen.
Na de ontwikkeling ervan, maakte deze techniek de weg vrij voor onderzoekers op het gebied van instinctief gedrag om de controle van geleerd kennis over instinctief verdedigend gedrag bij muizen te verkennen. Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u verdedigend gedrag bij muizen kunt oproepen en hoe u ze kunt gebruiken om ruimtelijke navigatie tijdens ontsnappingsreacties te bestuderen.
Dit protocol beschrijft een gedragstests op basis van de Barnes-maze om instinctieve defensieve acties te bestuderen die worden beïnvloed door kennis van de ruimtelijke omgeving. Het doel is om te verhelderen hoe dieren navigeren naar aangeleerde doellocaties.
Deze assay stelt biofarmaceutische onderzoekers in staat om te evalueren hoe aangeleerde ruimtelijke geheugenfuncties instinctieve defensieve gedragingen bij muizen moduleren, wat een translationeel model biedt voor het bestuderen van doelgerichte navigatie onder aversieve omstandigheden. Door sensorisch getriggerde reacties te koppelen aan cognitieve mapping, ondersteunt de methode mechanistische risicoreductie bij targetvalidatie voor neuropsychiatrische en neurodegeneratieve therapieën. Het biedt een trainingsvrij, ethologisch relevant paradigma dat het voorspellende vertrouwen verhoogt bij preklinische screening van verbindingen die invloed hebben op angst, anxieuteit of ruimtelijke cognitie.
De assay past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetidentificatie tot leadoptimalisatie, in het bijzonder voor verbindingen die gericht zijn op neurale circuits van angst, anxieuteit of ruimtelijk geheugen.