Een geautomatiseerde T-maze op basis van apparatuur en Protocol voor het analyseren van de vertraging en inspanning-gebaseerde besluitvorming in gratis verplaatsen knaagdieren

De traditionele T-labyrint kan worden gebruikt om zowel vertragings- en inspanningsgebaseerde besluitvorming te testen. In het huidige werk hebben we een T-labyrinttoestel uitgevonden met geautomatiseerde voedselbezorging, deurbeheer en opnames van armkeuze. Ons protocol hier kan onderzoekers veel tijd en arbeid besparen bij het analyseren van het besluitvormingsvermogen van knaagdieren.

Dit protocol kan helpen om de belangrijkste vragen in besluitvormingsvelden te beantwoorden, zoals wat de belangrijkste neurale circuits en moleculen zijn die ten grondslag liggen aan het besluitvormingsproces, en wat zijn de neuropathologische oorzaken die ten grondslag liggen aan besluitvormingstekorten bij psychiatrische ziekten? De implicatie van dit protocol strekt zich uit tot de therapie van neuropsychiatrische ziekten omdat veel patiënten moeilijkheden of tekorten vertonen in besluitvorming. Gewenn de muizen aan het labyrint gedurende 10 minuten per dag en in totaal gedurende vijf dagen.

Houd alle deurtje van het labyrint open tijdens de gewenning. Verspreid op dag één de voedselpellets door het hele labyrint. Plaats vervolgens de muizen in groepjes van vier in het starthokje van het T-labyrint en laat de muizen het labyrint 10 minuten verkennen.

Verspreid op dagen twee en drie de pellets langs de twee doelarm. Laat de muizen het labyrint 10 minuten verkennen. Plaats tenslotte op dagen vier en vijf van de gewenning de pellets alleen heel dicht bij en bij de voedseldispensers in de twee doelhokjes.

Laat de muizen het labyrint 10 minuten verkennen. Voor de gedwongen arminvoerfase begint u met het instellen van de parameters van de besturingssoftware. Stel de duur in op 900 seconden.

Stel de standaardstartvertragingstijd in op drie seconden, het aantal pellets op één voor LRA en vier voor HRA, en stel de vertragingstijd in op nul seconden. Registreer de ID van elke individuele muis in de software en de locatie van de HRA voor elke individuele muis, hetzij aan de linkerkant of de rechterkant. Ga vervolgens naar het experimentvenster, plaats de muis in het starthokje en start de training door op de startknop van de afstandsbediening te drukken.

Merk op dat tijdens elke proef alleen de deuren naar één arm open zullen zijn, terwijl de deuren aan de tegenoverliggende arm niet open zullen zijn, en de deuren automatisch openen of sluiten volgens de positie van het dier. Hier werd de muis gedwongen om in de eerste proef de HRA aan de linkerkant binnen te gaan en de vier pellets te eten en in de tweede proef de rechterarm binnen te gaan om de één pellet te eten. Deze fase stelt de muis in staat om de positie van de HRA en LRA te leren.

Voor de vrije arminvoerfase stelt u de parameters in met dezelfde methode als gebruikt in de gedwongen invoerfase. Plaats de muis in het starthokje, druk op de startknop en laat de muis vervolgens vrij één arm kiezen, hetzij HRA of LRA. Begin met het instellen van de vertragingstijd van de HRA op vijf seconden, tien seconden en vijftien seconden op dag één, dag twee en dag drie, respectievelijk.

Stel het fasenummer in. Stel alle andere parameters in op dezelfde manier als de gedwongen arminvoerfase. Laat de muis vrij één arm kiezen, hetzij HRA of LRA.

In de twee hier getoonde proeven koos de muis in de eerste proef de LRA en in de tweede proef de HRA. Vervolgens, voor de inspanningsgebaseerde besluitvormingstest, introduceer de barrière naar de HRA. Laat de muizen vrij één arm kiezen, hetzij HRA of LRA.

Hier koos de muis ervoor om de barrière te beklimmen om een hogere beloning te krijgen. Na voltooiing van het experiment, verkrijg gegevens en resultaten van de besturingssoftware. Zoek naar alle experimentele gegevens in de gegevensmap.

Controleer tot slot items in de resultatenmap, duur, proefnummer, HRA-keuzenummer, LRA-keuzenummer, HRA-keuzepercentage, LRA-keuzepercentage, totale bewegingsafstand en totale knooppunttijd onder elke dier-ID. De resultaten die hier worden getoond, geven de verschillen weer tussen vertragings- en inspanningsgebaseerde besluitvormingscapaciteit tussen mediaal habenula-ablatede muizen met hun nestgenoten, wildtype-controlemuizen. Voor de op vertraging gebaseerde besluitvormingstest was het hoofdeffect van het genotype niet significant toen de vertragingstijd vijf seconden was. Echter, toen de vertragingstijd werd verlengd tot tien seconden en vijftien seconden, toonden de mediaal habenula-ablatede muizen een significante vermindering in het percentage HRA-bezoeken vergeleken met CT-muizen.

Ten slotte, in de inspanningsgebaseerde besluitvormingstest, was het percentage HRA-bezoeken significant verminderd bij de mediaal habenula-ablatede muizen wanneer een barrière in de HRA werd geplaatst, ongeacht de links/rechts-lokalisatie van de HRA. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat voedselrestrictie gedurende alle trainingsprocedures moet worden toegepast om de motivatie van het knaagdier om de taak uit te voeren te garanderen. Onthoud bovendien om de kleine 10-milligram pellets te gebruiken en silicagel in de voedseldispensers te gebruiken om de pellet droog te houden.

Na dit proces kunnen andere methoden zoals in vivo elektrode-opname, glasvezeloptisch beeldvorming, optogenetische manipulatie en microdialyse worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, bijvoorbeeld de dynamische veranderingen van de prikkelbaarheid van specifieke celpopulaties tijdens vertraging en inspanningskorting en dynamische veranderingen van neuropeptiden, neurotransmitters en hormonen tijdens besluitvorming. In één woord, de huidige opstelling en het protocol dat we hebben ontwikkeld, stellen onderzoekers in staat om efficiënt de besluitvorming van knaagdieren te analyseren, met volledige automatisering, standaardisatie en hoge doorvoercapaciteit. Wij geloven dat onze uitvinding kan helpen om de mechanismen die ten grondslag liggen aan besluitvorming voor zowel fysiologische als pathologische omstandigheden te verduidelijken.