Nauka trasy przy niskim poziomie stresu z wykorzystaniem labiryntu Lashley III u myszy

W labiryncie Lash three myszy uczyły się nawigować przez szereg ramion, aby dotrzeć do środowiska imitującego klatkę domową. Podczas powtarzanych prób, na początku każdej z nich, myszy są umieszczane w Starbucks, który jest oddzielony od labiryntu drzwiami. Po otwarciu drzwi myszy wchodzą w ramiona labiryntu i mogą swobodnie badać obrany przez siebie tor przejścia.

Rejestruje się przebieg labiryntu, w tym wejścia do ślepych zaułków i stref błędów. Po wejściu do złotego pudełka zamykane jest kolejne drzwiczki, aby zapobiec ponownemu wejściu do labiryntu i skierować mysz do pseudo-klatki domowej. Po zakończeniu próby w labiryncie wyniki są porównywane pomiędzy grupami wiekowymi lub szczepami w celu oceny roli w uczeniu się i pamięci.

Witajcie, nazywam się Amanda Bressler. Pracuję w laboratorium Anne Andrews tutaj, na Pennsylvania State University. Pokażę wam dzisiaj, jak korzystać z labiryntu Lashleya.

W naszym laboratorium używamy tego labiryntu przede wszystkim do badania procesów starzenia się genetycznie zmodyfikowanych myszy. Zatem przejdźmy do szczegółów. Najpierw zobaczmy, jak wygląda labirynt Lashleya typu 3.

Kaja startowa, ramiona labiryntu oraz złota skrzynka są modułowe, co umożliwia czyszczenie i modyfikację labiryntu. Ścianki kaja startowego, labiryntu, ramion i złotej skrzynki wykonano z czarnego pleksiglasu, aby wyeliminować bodźce wizualne z zewnątrz i z wnętrza labiryntu. Ramiona labiryntu mają 45 cm długości, 7 cm wysokości i 5 cm szerokości.

Otwory prowadzące do kolejnych ramion labiryntu mają wymiary 4 cm na 4 cm i znajdują się 11 cm od ścian zewnętrznych labiryntu; złote pudełko ma wymiary 19,5 cm długości na 7 cm wysokości i 5 cm szerokości. Pudełko startowe ma wymiary 8 cm na 9,5 cm na 7 cm. Na górze labiryntu oraz złotego pudełka umieszczono oddzielne przezroczyste elementy z pleksiglasu, aby umożliwić obserwację każdej myszy podczas przechodzenia przez labirynt.

Aby zapobiec ucieczce myszy z labiryntu, oparto go na podstawie wykonanej z czerwonego pleksiglasu, która jest wystarczająco duża, aby pomieścić trzy elementy labiryntu oraz klatkę imitującą domową, o takim samym rozmiarze jak standardowa klatka domowa zwierzęcia. Aby przygotować klatki imitujące domową przed pierwszym badaniem MACE, należy dodać świeżą ściółkę do poszczególnych podstaw klatek z wyciętymi w bocznych ściankach wejściami, założyć druciane góry na podstawy klatek i ponumerować je indywidualnie dla każdego zwierzęcia w kohorcie testowej. Klatki te będą służyć jako indywidualne klatki imitujące domową dla każdego zwierzęcia przez cały czas trwania okresu badań.

Po przygotowaniu labiryntu przejdźmy do opisu sposobu przeprowadzania testów behawioralnych na co najmniej godzinę przed rozpoczęciem. Przed testowaniem przenieś zwierzęta do pomieszczenia do badań behawioralnych, aby umożliwić im aklimatyzację do środowiska testowego. Na 30 minut przed testowaniem usuń pokarm i wodę ze wszystkich klatek domowych.

Przechowuj pożywienie i wodę w pomieszczeniu do testów behawioralnych, ale poza zasięgiem myszy. Eksperyment jest zazwyczaj zaplanowany czasowo tak, aby pożywienie i wodę usunięto 30 minut po przejściu z fazy jasnej do fazy ciemnej, kiedy następuje szczyt żerowania. Zapewnia to, że zwierzęta są w większości syte i nawodnione przed testami, co służy celom demonstracyjnym.

W tym filmie przedstawiamy tę procedurę przy świetle jasnym. Test jest zazwyczaj przeprowadzany w fazie ciemnej cyklu światło-ciemność. Po upływie 30 minutowego okresu wstępnego należy oczyścić labirynt 70% ethanol.

Pozostaw otwarte drzwi prowadzące ze Starbucks do labiryntu. Ramiona zamknięte. Drzwi na obu końcach złotego pudełka powinny pozostać otwarte.

Teraz należy umieścić pseudo klatkę domową odpowiadającą pierwszemu zwierzęciu. Na końcu złotego boksu przenieś pierwszą mysz do labiryntu, trzymając ją w zagłębieniu dłoni.

Umieść mysz w aparacie Starbucks i załóż pokrywkę. Gdy znajdziesz się w pozycji umożliwiającej obserwację labiryntu bez przeszkód, otwórz drzwiczki skrzynki startowej i natychmiast uruchom trzy stopery. W momencie, gdy wszystkie cztery łapy myszy opuszczą skrzynkę startową, zamknij drzwiczki skrzynki startowej i ręcznie zatrzymaj pierwszy stoper.

Zarejestruj przebieg ścieżki. Mysz przemieszcza się, nawigując po labiryncie. Na arkuszu wyników odnotowuje się wejście myszy do nowej strefy lub ramienia labiryntu w momencie, gdy wszystkie cztery łapy przekroczą granicę tego obszaru.

Gdy wszystkie cztery łapy znajdą się wewnątrz pola celu, zamknij drzwi pomiędzy labiryntem a polem celu i zatrzymaj drugi stoper. Gdy mysz całkowicie wejdzie do pozorowanej klatki domowej, zamknij drzwi pomiędzy polem celu a klatką. Zatrzymaj trzeci stoper.

Zapisz czasy z trzech stoperów i policz liczbę błędów popełnionych przez mysz. Błąd definiuje się jako wejście w ślepą uliczkę lub powrót przez ramię labiryntu, przez które zwierzę już przeszło. Pozostaw zwierzę w klatce pseudo-domowej na jedną minutę przed powrotem do klatki domowej.

Po przetestowaniu wszystkich myszy w kohorcie odczekać 30 minut, a następnie przywrócić dostęp do pokarmu i wody dla wszystkich zwierząt. Na koniec przenieść zwierzęta z powrotem do pomieszczenia hodowlanego. Powtarzać tę procedurę przez kolejne noce, przeprowadzając jedną próbę na zwierzę w każdym dniu testowym, aż wszystkie myszy w kohorcie osiągną określone kryteria uczenia się lub aż zostanie przeprowadzona ustalona liczba prób testowych.

Mysz jest uznawana za taką, która nauczyła się labiryntu, gdy wykona zadanie z zerową lub jedną pomyłką w dwóch kolejnych próbach. Myszy są testowane w tej samej kolejności w następnych próbach. Teraz zaprezentujemy reprezentatywne wyniki behawioralne.

Tutaj widzimy dane od młodych, dwumiesięcznych oraz starzejących się, 24-miesięcznych samców myszy C 57 black six oraz CR, które były trenowane w labiryncie Lashleya przez maksymalnie 15 prób. Na rysunku 2 A widać, że młode myszy opanowały labirynt średnio w ciągu 7,6 dnia. W przeciwieństwie do nich, zwierzęta starzejące się potrzebowały 11,7 dnia, aby osiągnąć kryterium.

Zaobserwowano wyraźną tendencję do dłuższego czasu nauki labiryntu u starszych myszy C 57, black six NCR R. Indeks uczenia się, obliczony na rysunku 2B, stanowi stosunek liczby poprawnych wejść do ramion do całkowitej liczby przebytych segmentów ścieżki w jednej próbie. W pierwszej próbie obie grupy wiekowe osiągnęły stosunek wynoszący około 0,50. Zarówno młode, jak i starsze myszy wykazywały stały wzrost indeksu uczenia się od drugiej do czwartej próby, jednak między obiema grupami nie stwierdzono istotnych różnic. Przedstawiono.

Poniżej przedstawiono dane z badań sprawdzających wpływ szczepu tła na zachowanie podczas nauki. Porównano młode samce myszy C 57, black six NCR oraz kontrolne myszy CD one w wieku od czterech do pięciu miesięcy. Myszy C 57 black six są tymi samymi osobnikami, co młoda kohorta przedstawiona na rysunku dwa.

Na rysunku trzy myszy CD1 uczą się labiryntu Lashleya 3 w ciągu 4,5 dni. Nie stwierdzono istotnych różnic między szczepami w liczbie dni wymaganych do osiągnięcia kryteriów. W przeciwieństwie do tego, analiza indeksu uczenia się na rysunku trzy B pokazuje, że choć wszystkie zwierzęta podczas pierwszej próby poruszały się po labiryncie przypadkowo, myszy CD1 opanowały zadanie szybciej.

Ilustruje to statystycznie istotny wzrost indeksu uczenia się w próbach od drugiej do czwartej u myszy CD one w porównaniu do myszy C 57 BL six oraz CR. Co ciekawe, jeśli myszy CD one są nadal trenowane w labiryncie po osiągnięciu kryterium, wykazują one zachowanie wskazujące na nadmierny trening. Na rysunku 4A widoczny jest wzrost liczby błędów popełnianych po piątym dniu. Piąty dzień był dniem, w którym myszy CD one osiągnęły kryterium.

Myszy CD1 spędzały również więcej czasu wewnątrz MACE po opanowaniu zadania, co przedstawiono na rysunku 4B. W ten sposób zaprezentowaliśmy sposób wykorzystania labiryntu Lashleya trzech ramion do pomiaru uczenia się i pamięci u myszy. Przy wdrażaniu tego eksperymentu we własnym laboratorium konieczne może być przeprowadzenie badań pilotażowych, ponieważ różne szczepy myszy opanowują labirynt MAs w różnym tempie i mogą być podatne na nadmierny trening. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w przyszłych eksperymentach.