Het ontwikkelen van een gedragsbox voor het beoordelen van prepulsinhibitie en neurale activiteit in psychiatrische diermodellen

Dit protocol schetst een eenvoudige methode voor het evalueren van diermodellen van schizofrenie die zijn ontworpen voor gedragsonderzoekers zonder expertise op het gebied van programmeren of elektronica. We hebben een kosteneffectieve gedragsbox gemaakt om prepulsremming te beoordelen bij ratten die zijn getroffen door neurologische ontwikkelingsproblemen die voortkomen uit problemen in het vroege leven. Recente ontwikkelingen in psychiatrische diermodellen met behulp van de prepulsinhibitietest richten zich op het begrijpen van sensorische poorttekorten die worden gezien bij aandoeningen zoals schizofrenie.

Dit omvat genetische modificaties, neuroimaging en farmacologische interventies om verstoringen van prepulsinhibitie te onderzoeken, wat uiteindelijk de diagnostiek en therapieën verbetert. We hopen dat ons protocol de studie van prepulsremming in diermodellen van schizofrenie populair zal maken, en laboratoria die moleculaire, gedrags- en fysiologische aspecten van de ziekte bestuderen, kunnen het gebruiken om bij te dragen aan het begrip van deze complexe psychiatrische stoornis. Maak om te beginnen een doorzichtige doos van acryl voor een zich vrij gedragende rat die is uitgerust met een bedrade hoofdstage.

Gebruik zelfklevende rubberen pads om de acryldoos te isoleren tegen trillingen en zet de versnellingsmeter eronder vast zonder contact met andere onderdelen. Soldeer met een soldeerbout een lintkabel rechtstreeks aan de vier gaatjes op het versnellingsmeterbord. VCC, GND, SCL en SDA.

Reinig het midden van het acryl en de platte plaat van de versnellingsmeter. Sluit vervolgens het andere uiteinde van de lintkabel aan op de microcontroller door VCC aan te sluiten op 3.3 volt, GND op GND, SCL op SCL en SDA op SDA. Bouw vervolgens een geluiddichte kamer met een frontale deur met behulp van 80 centimeter randen van 15 millimeter dikke vezelplaat met gemiddelde dichtheid.

Plaats een luidspreker 20 centimeter boven de acryldoos en zorg ervoor dat de hoofdstage en de kabel een volledig bewegingsbereik hebben. Sluit de audio-uitgang van de computer aan op de microcontrollerkaart. Sluit de microcontrollerkaart met behulp van een universele seriële buskabel aan op de computer.

Open vervolgens de geïntegreerde ontwikkelomgevingssoftware voor het microcontrollerbord op de computer. Nadat u de bijbehorende microcontrollerkaart, COM-poort en baudrate hebt geselecteerd, opent u de bestandsschets, compileert u en uploadt u de code naar de microcontrollerkaart. Klik op de seriële poort van de monitor om te controleren of er gegevens binnenkomen.

Sluit vervolgens de software van de ontwikkelomgeving. Plaats nu een digitale geluidsniveaumeter in de acryldoos waar het dier zal worden geplaatst. Speel de akoestische stimuli af en pas het detectiebereik op de geluidsniveaumeter aan om de stimulusniveaus die door de computer worden verzonden te kalibreren.

Open vervolgens de gewenste opensourcesoftware voor het verkrijgen en opslaan van gegevens van de seriële poort. Configureer de software-instellingen, waaronder de COM-poort, microcontrollerkaart en baudrate. Klik op Verbinden om onbewerkte gegevens of de grafiekweergave te lezen.

Klik vervolgens op Opslaan om te beginnen met het vastleggen van de experimentgegevens. Nadat u de elektrode-array in de hersenen van de rat hebt geïmplanteerd, sluit u de hoofdstage voorzichtig aan op het connectorimplantaat op de schedel van de rat. Schakel vervolgens het neuronale data-acquisitiesysteem in en controleer of het gegevens van de akoestische stimuli ontvangt via de microcontroller of een TTL-generator die is aangesloten op de audiodetector of microfoon.

Schakel de opensource-seriële poortrecorder in die eerder is ingesteld. Gebruik nu elektrofysiologische acquisitiesoftware om elektrofysiologische en versnellingsmetergegevens te verzamelen. Stel het dier zeven minuten lang bloot aan witte achtergrondruis, met willekeurige presentatie van alle soorten pulsen, waarbij elk pulstype 10 keer wordt herhaald.

Schakel aan het einde van de opnamesessie de acquisitiesoftware uit. Koppel vervolgens voorzichtig de connector van het hoofdpodium los van het implantaat op de schedel van het dier. Om elektrofysiologische en gedragsanalyse uit te voeren, importeert u de onbewerkte gegevens met hersenactiviteit, versnelling en akoestische stimuli in een signaalverwerkingsplatform.

Extraheer EPICS gecentreerd op elke akoestische stimulus. Normaliseer vervolgens de middelen om vergelijking tussen dieren mogelijk te maken. Stel de respons op een enkele puls in als de maximale respons en normaliseer de reflexrespons op andere pulsen ten opzichte van deze waarde.

Definieer ten slotte de schrikamplitude voor puls 5 als 100% en geef reacties op andere pulsen weer als functie van de amplitude van puls 5. Analyse van het lokale veldpotentieel wees op geen significante vermogensmodulatie in de prelimbische en infralimbische cortex na stimulatie, terwijl gebieden zoals het ventrale tegmentale gebied, de amygdala, de nucleus accumbens en de hippocampus een verminderde vermogensspectrumdichtheid vertoonden in delta-, theta- en alfabanden, met een opmerkelijke bètamodulatie. Zowel commerciële als doe-het-zelf versnellingsmeters vertoonden consistente amplitude en op tijd gebaseerde gegevens, waarbij basismetingen en amplitudes van de schrikrespons een nauwe uitlijning tussen apparaten aantoonden.