Name: Eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: Poznaj metodę eksploracji nowych obiektów do identyfikacji powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy. Technika umożliwia walidację modeli autystycznych bez treningu zwierząt.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Letniemu Programowi Badawczemu dla Studentów Licencjackich, Akademickiej Grupie Użytkowników Technologii, Centrum Cyfrowego Uczenia się oraz Centrum Naukowemu na Uniwersytecie Redlands.
Autorzy chcieliby zadedykować ten artykuł pamięci Lou Yango.

Opisany tutaj protokół został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt na Uniwersytecie Redlands. Myszy C58, C57 i FVB użyte w tych badaniach zostały wyhodowane w wiwarium University of Redlands z materiału pierwotnie uzyskanego z Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Wartownicy z tego wiwarium byli badani przesiewowo co sześć miesięcy i stwierdzono, że są wolne od patogenów.
1. Wyposażenie i ustawienie pomieszczenia
Uwaga: Użyliśmy dwóch różnych aren do testowania nowatorskich obiektów: przezroczystej plastikowej prostokątnej klatki (45 cm x 24 cm x 20 cm) lub nieprzezroczystej okrągłej klatki o średnicy podstawy 41 cm; jednak można użyć dowolnej klatki. Pearson i wsp. użyli w swoim teście mniejszej prostokątnej klatki (20 cm x 30 cm x 20 cm). Szczegóły dotyczące tego konkretnego projektu eksperymentalnego znajdują się poniżej, ale biorąc pod uwagę nowatorstwo tego testu, nie ma przyjętych standardów w dziedzinie fenotypowania behawioralnego dla żadnej z opisanych zmiennych. 
<ol>
	<li>Wypełnij arenę testową około 1/2 cala ściółki z kolb kukurydzy.</li>
	<li>Zaznacz cztery różne nowe obiekty. Wybierz cztery przedmioty, które są w przybliżeniu tego samego rozmiaru, wykonane z tworzywa sztucznego o dużej gęstości, aby ułatwić czyszczenie i jest odporne na żucie, a także różnią się od siebie kształtem i kolorem. Co ważne, upewnij się, że myszy testowe nie są narażone na działanie tych obiektów, dopóki nie zostaną uruchomione w teście. 
	Uwaga: Na przykład użyto tutaj różowego klocka-zabawki, czerwonej małpki, białej płytki z niebieskim napisem i standardowej białej kostki.</li>
	<li>Na prostokątnej arenie umieść te przedmioty w odległości około 3 cm od rogów. Na okrągłej arenie umieść przedmioty tak, aby znajdowały się w równych odległościach od siebie i około 10 cm od boków. Zapisz położenie każdego obiektu jako inną liczbę, od 1 do 4 (Rysunek 1). Upewnij się, że obiekty są ułożone w kolejności losowej lub przeciwwagi podczas testowania.</li>
	<li>Ustaw kamerę bezpośrednio nad areną testową, aby nagrywać całą arenę podczas okresu aklimatyzacji i testów. 
	Uwaga: Przebywanie badaczy w tym samym pomieszczeniu co myszy może potencjalnie wpłynąć na poziom aktywności i eksplorację podczas testów.</li>
</ol>
2. Test Eksploracji Nowych Obiektów
<ol>
	<li>Badanie przeprowadzić na początku cyklu świetlnego w pomieszczeniu oświetlonym światłem fluorescencyjnym o natężeniu około 100 luksów. Upewnij się, że oświetlenie jest jednolite na całej arenie testowej, aby ustandaryzować wygląd podczas nagrywania wideo.</li>
	<li>Umieść karteczkę ze znanymi wymiarami na dnie areny testowej i rozpocznij nagrywanie wideo.</li>
	<li>Przenieś mysz testową na pustą arenę testową na 10 minut, aby służyła jako okres aklimatyzacji. Nagranie wideo okresu aklimatyzacji.</li>
	<li>Po okresie aklimatyzacji zostaw mysz na arenie, szybko dodaj cztery nowe obiekty do areny testowej i nagrywaj zachowanie myszy przez dodatkowe 10 minut.</li>
	<li>Po upływie pełnego 20-minutowego okresu aklimatyzacji/testowania włóż mysz testową z powrotem do jej klatki domowej i dokładnie wyczyść i osusz nowe obiekty i arenę testową bezzapachowym płynem do naczyń i wodą.</li>
</ol>
3. Punktacja wideo
<ol>
	<li>Ukończ wszystkie oceny zachowań za pomocą wideo, aby zwiększyć niezawodność. 
	Uwaga: Oprogramowanie do rejestrowania zachowań Noldus The Observer zostało użyte do wykonania kroków22 zgodnie z opisem tutaj, ale specjalistyczny program nie jest konieczny:
	<ol>
		<li>Przed nagraniem pierwszego filmu skonfiguruj schemat kodowania projektu w oprogramowaniu do rejestrowania zachowań, tworząc nowy projekt lub edytując istniejący, podobny projekt.
		<ol>
			<li>W polu Project Setup (Ustawienia projektu) ustaw opcję Pobieranie danych na "Offline Observation" (Obserwacja w trybie offline). W polu Behavior Coding (Kodowanie zachowań) zaprogramuj "Scrabble", "Digging", "Rearing", "Grooming" (Uwodzenie) i "Sniff Object 1, 2, 3 and 4" (Wykrywanie obiektów 1, 2, 3 i 4) jako "Zdarzenia stanu". Zaprogramuj "skakanie" jako "zdarzenie punktowe". Uwaga: Definicje tych zachowań są szczegółowo opisane w innym miejscu11. 
			Uwaga: Zdarzenia stanu mają czas rozpoczęcia i zakończenia, podczas gdy zdarzenia punktowe po prostu zbierają dane zliczania. Naciśnięcia dla każdego dyskretnego zachowania są generowane przez oprogramowanie, a odpowiadające im naciśnięcia są programowane w dodatkowej klawiaturze (krok 3.1.2).</li>
			<li>Aby zaprogramować klawiaturę dodatkową, otwórz oprogramowanie klawiatury, kliknij odpowiedni przycisk klawiatury pomocniczej wyświetlany na ekranie, wpisz odpowiednią kombinację i kliknij OK. Po zaprogramowaniu dodatkowej klawiatury zamknij oprogramowanie, ponieważ program będzie działał w tle komputera.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Po zakończeniu projektu i jego skonfigurowaniu użyj oprogramowania do rejestrowania zachowań, aby ocenić liczbę i czas trwania tylnych (zdefiniowanych jako obie przednie łapy umieszczone na ścianie areny), wykopów (zdefiniowanych jako dwie przednie łapy myszy zakopujące się w pościeli areny), samooczyszczania (zdefiniowanych jako mysz liżąca dowolny obszar własnego ciała i/lub mysz dotykająca przedniej części twarzy dowolnej części twarzy łapy) i skoki (definiowane jako mysz podnosząca się, a następnie skacząca tak, że wszystkie cztery stopy są jednocześnie nad ziemią).
		<ol>
			<li>Aby skomponować muzykę do filmu, przejdź do pozycji Plik > Otwórz projekt, a następnie Obserwuj > Obserwacja > Nowy. Program poprosi o nazwę pliku. Po nazwaniu wybierz odpowiedni plik multimediów wideo.</li>
			<li>Rozpocznij punktację, klikając przycisk Rozpocznij obserwację. 
			Uwaga: Podczas oceniania powtarzającego się zachowania myszy wszystkie zdarzenia stanu wymagają dwóch naciśnięć, z których pierwsze odpowiada zainicjowaniu zachowania, a drugie końcowi zachowania. Zdarzenia punktowe wymagają tylko jednego naciśnięcia.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Oceń, ile razy mysz obwąchała każdy obiekt. Wąchanie definiuje się jako każde zbliżenie nosa myszy na odległość mniejszą niż 0,5 cm od obiektu. Zmierz czas trwania sniffu za pomocą oprogramowania do rejestrowania behawioralnego w taki sam sposób, w jaki mierzono czas trwania powtarzających się zachowań (krok 3.1.2).
		<ol>
			<li>Za każdym razem, gdy mysz obwąchuje obiekt, zapisz odpowiedni numer pozycji, który doprowadzi do ciągu liczb pod koniec 10-minutowego okresu testowania (np. 1243421...). Ręcznie zapisz te dane. 
			Uwaga: Aby zwiększyć wydajność i spójność podczas oceniania filmów, liczby zawsze odpowiadają danej pozycji, a nie obiektowi.</li>
			<li>Jeśli mysz obwąchuje obiekt, odwraca wzrok, a następnie ponownie obwąchuje obiekt, policz tę liczbę dwa razy.</li>
			<li>Po zdobyciu pełnej 10-minutowej oceny wideo zwizualizuj dane, klikając Analizuj > Analiza zachowania > Nowy. Gdy dane pojawią się na ekranie, wyeksportuj je lub skopiuj i wklej do osobnego arkusza kalkulacyjnego.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Zapisz całkowitą odległość, jaką mysz przebyła na arenie podczas testowania. 
		Uwaga: Do wykonania tego kroku użyto oprogramowania do śledzenia wideo, skalibrowanego do śledzenia myszy testowej i rejestrowania całkowitej odległości przebytej w centymetrach. Wszystkie filmy nagrane przez oprogramowanie do śledzenia wideo miały notatkę ze znanymi wymiarami umieszczoną na arenie na początku filmu.
		<ol>
			<li>Użyj karty notatki, aby skalibrować każdy film w oprogramowaniu, ustawiając linię kalibracji wzdłuż każdego końca karty notatki i wprowadzając odpowiednią długość na ekranie kalibracji oprogramowania. Po narysowaniu linii wprowadź znaną długość i szerokość karty notatki, które odpowiadają każdej linii.</li>
			<li>W ustawieniach areny wybierz całą arenę. 
			Uwaga: Poszczególne obszary areny można rozróżnić w oprogramowaniu, jeśli na przykład interesujący był ruch myszy wzdłuż ścian w porównaniu z ruchem myszy.</li>
			<li>W ustawieniach kontroli próbnej wybierz dziesięciominutowy czas trwania. W Ustawieniach wykrywania wybierz ciemny obiekt na jasnym tle. 
			Uwaga: Musiałoby to zostać zmienione, gdyby używane były myszy albinosy lub gdyby tło miało ciemniejszy odcień.</li>
			<li>Po zaprogramowaniu ustawień nascore filmy. Kliknij przycisk Pozyskiwanie> otwórz opcję Pobieranie. W polu Kontrola pozyskiwania kliknij pozycję Nowa wersja próbna, a następnie pozycję Rozpocznij wersję próbną. Po upływie dziesięciu minut program zatrzymuje się, a dane można wizualizować.</li>
			<li>Kliknij przycisk Analizuj > Oblicz statystyki. Gdy dane pojawią się na ekranie, wyeksportuj je lub skopiuj i wklej do osobnego arkusza kalkulacyjnego.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Analizy statystyczne, sekwencjonowanie
<ol>
	<li>W ciągu liczb odpowiadających badaniom obiektów wygenerowanym przez każdą mysz zidentyfikuj łączną liczbę wszystkich możliwych kombinacji 3 cyfr bez powtarzających się liczb (np. 121, 123, 124, ale nie 112 lub 122). 
	Uwaga: Program napisany w języku programowania Python został użyty do określenia, ile razy każda możliwa sekwencja pojawia się w ciągu liczb. Nie jest konieczne korzystanie z zewnętrznego programu, a krok ten można wykonać na wiele różnych sposobów (np. za pomocą funkcji Znajdź w programie Microsoft Word lub Excel).</li>
	<li>Zapisz liczbę wystąpień każdej sekwencji i zidentyfikuj trzy najczęściej powtarzane sekwencje dla każdej myszy. 
	Uwaga: Poszczególne sekwencje będą się różnić w zależności od myszy, a rzeczywista sekwencja jest mniej interesująca niż liczba powtórzeń sekwencji (tj. przestrzeganie wzorca jest ważniejsze niż sam wzorzec).</li>
	<li>Ponieważ całkowita liczba sekwencji powtarzanych przez mysz będzie dodatnio skorelowana z poziomem aktywności, skoryguj te wartości, dzieląc liczbę najczęstszych wzorców przez całkowitą liczbę wzorców dla każdej pojedynczej myszy. Spowoduje to uzyskanie indeksu powtórzeń sekwencji, który jest niezależny od ogólnej aktywności.</li>
	<li>Porównaj, ile razy każda mysz powtarza swoje najczęstsze sekwencje (skorygowane o poziom aktywności) między grupami, korzystając z odpowiedniej analizy ANOVA, procedury wielokrotnego porównania (np. test Dunnetta) i testów post-hoc.</li>
</ol>
5. Analizy statystyczne, preferencje obiektów
<ol>
	<li>Używając tego samego ciągu liczb wygenerowanego powyżej (krok 3.1.3.1), zidentyfikuj preferencje nowego obiektu każdej myszy, zliczając całkowitą liczbę razy każdy obiekt był badany, lub innymi słowy, licząc całkowitą liczbę 1 sekundy, 2 sekundy, 3 sekundy i 4 sekundy w ciągu danych. Popraw poziom aktywności i porównaj za pomocą ANOVA, jak opisano powyżej (kroki 4.3-4.4). 
	Uwaga: Te metody opublikowane przez nasze laboratorium22 i opisane tutaj są w dużej mierze oparte na Pearson et al.17</li>
</ol>

<ol><li>American Psychological Association. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders%22">Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders</a>. , 5th edn, American Psychological Association. Washington, D.C. (2013).</li>
<li>Baio, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+Autism+Spectrum+Disorder+Among+Children+Aged+8+Years+-+Autism+and+Developmental+Disabilities+Monitoring+Network%2C+11+Sites%2C+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22Morb.+Mortal.+Wkly.+Rep%22%5BJournal%5D)">Prevalence of Autism Spectrum Disorder Among Children Aged 8 Years - Autism and Developmental Disabilities Monitoring Network, 11 Sites, United States.</a> Morb. Mortal. Wkly. Rep. 63 (SS02), 1-21 (2010).</li>
<li>Moy, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+approach+and+repetitive+behavior+in+eleven+inbred+mouse+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Social approach and repetitive behavior in eleven inbred mouse strains.</a> Behav. Brain Res. 191 (1), 118-129 (2008).</li>
<li>Bodfish, J. W., Symons, F. J., Parker, D. E., Lewis, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Varieties+of+repetitive+behavior+in+autism%3A+comparisons+to+mental+retardation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Autism+Dev.+Disord%22%5BJournal%5D)">Varieties of repetitive behavior in autism: comparisons to mental retardation.</a> J. Autism Dev. Disord. 30 (3), 237-243 (2000).</li>
<li>Lewis, M. H., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pathophysiology+of+restricted+repetitive+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurodev.+Disord%22%5BJournal%5D)">The pathophysiology of restricted repetitive behavior.</a> J. Neurodev. Disord. 1 (2), 114-132 (2009).</li>
<li>Lewis, M. H., Bodfish, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+behavior+disorders+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Ment.+Retard.+Dev.+Disabil.+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">Repetitive behavior disorders in autism.</a> Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 4, 80-89 (1998).</li>
<li>Lam, K. S. L., Bodfish, J. W., Piven, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+three+subtypes+of+repetitive+behavior+in+autism+that+differ+in+familiarity+and+association+with+other+symptoms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Child+Psychol.+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Evidence for three subtypes of repetitive behavior in autism that differ in familiarity and association with other symptoms.</a> J. Child Psychol. Psychiatry. 49 (11), 1193-1200 (2008).</li>
<li>Bishop, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcategories+of+Restricted+and+Repetitive+Behaviors+in+Children+with+Autism+Spectrum+Disorders%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Autism+Dev.+Disord%22%5BJournal%5D)">Subcategories of Restricted and Repetitive Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorders.</a> J. Autism Dev. Disord. 43 (6), 1287-1297 (2013).</li>
<li>Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L. W., Bodfish, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+restricted+repetitive+behavior+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Animal models of restricted repetitive behavior in autism.</a> Behav. Brain Res. 176 (1), 66-74 (2007).</li>
<li>Korff, S., Stein, D. J., Harvey, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereotypic+behaviour+in+the+deer+mouse%3A+Pharmacological+validation+and+relevance+for+obsessive+compulsive+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neuropsychopharmacol.+Biol.+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Stereotypic behaviour in the deer mouse: Pharmacological validation and relevance for obsessive compulsive disorder.</a> Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 32 (2), 348-355 (2008).</li>
<li>Ryan, B. C., Young, N. B., Crawley, J. N., Bodfish, J. W., Moy, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+deficits%2C+stereotypy+and+early+emergence+of+repetitive+behavior+in+the+C58%2FJ+inbred+mouse+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Social deficits, stereotypy and early emergence of repetitive behavior in the C58/J inbred mouse strain.</a> Behav. Brain Res. 206 (1), 178-188 (2010).</li>
<li>Moy, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+behavioral+tasks+relevant+to+autism%3A+phenotypes+of+10+inbred+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains.</a> Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).</li>
<li>Moy, S. S., Nadler, J. J., Poe, M. D., Nonneman, R. J., Young, N. B., Koller, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+mouse+test+for+repetitive%2C+restricted+behaviors%3A+relevance+to+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Development of a mouse test for repetitive, restricted behaviors: relevance to autism.</a> Behav. Brain Res. 188 (1), 178-194 (2008).</li>
<li>Moy, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+behavior+profile+and+supersensitivity+to+amphetamine+in+the+C58%2FJ+mouse+model+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Repetitive behavior profile and supersensitivity to amphetamine in the C58/J mouse model of autism.</a> Behav. Brain Res. 259, 200-214 (2014).</li>
<li>Scattoni, M. L., Gandhy, S. U., Ricceri, L., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unusual+repertoire+of+vocalizations+in+the+BTBR+T%2Btf%2FJ+mouse+model+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Unusual repertoire of vocalizations in the BTBR T+tf/J mouse model of autism.</a> PLoS ONE. 3 (8), e3067(2008).</li>
<li>Muehlmann, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+characterization+of+repetitive+behavior+in+C58+mice%3A+developmental+trajectory+and+effects+of+environmental+enrichment%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Further characterization of repetitive behavior in C58 mice: developmental trajectory and effects of environmental enrichment.</a> Behav. Brain Res. 235, 143-149 (2012).</li>
<li>Pearson, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+and+cognitive+stereotypies+in+the+BTBR+T%2Btf%2FJ+mouse+model+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Motor and cognitive stereotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism.</a> Genes Brain Behav. 10 (2), 228-235 (2011).</li>
<li>Belzung, C. Measuring exploratory behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBelzung%2C+C+%22Handbook+of+molecular+genetic+techniques+for+brain+and+behavior+research+%28techniques+in+the+behavioral+and+neural+sciences%29%22">Handbook of molecular genetic techniques for brain and behavior research (techniques in the behavioral and neural sciences)</a>. Crusio, W. E., Gerlai, R. T. , Elsevier. Amsterdam. 739-749 (1999).</li>
<li>Kalueff, A. V., Keisala, T., Minasyan, A., Kuuslahti, M., Tuohimaa, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+stability+of+novelty+exploration+in+mice+exposed+to+different+open+field+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Temporal stability of novelty exploration in mice exposed to different open field tests.</a> Behav. Process. 72, 104-112 (2006).</li>
<li>Prut, L., Belzung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+open+field+as+a+paradigm+to+measure+the+effects+of+drugs+on+anxiety-like+behaviors%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review.</a> Eur. J. Pharmacol. 46, 3-33 (2003).</li>
<li>Walsh, R. N., Cumins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+open-field+test%3A+a+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Bull%22%5BJournal%5D)">The open-field test: a critical review.</a> Psychol. Bull. 83 (3), 482-504 (1976).</li>
<li>Blick, M. G., Puchalski, B. H., Bolanos, V. J., Wolfe, K. M., Green, M. C., Ryan, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+object+exploration+in+the+C58%2FJ+mouse+model+of+autistic-like+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Novel object exploration in the C58/J mouse model of autistic-like behavior.</a> Behav. Brain Res. 282, 54-60 (2015).</li>
<li>Crawley, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains%3A+implications+and+recommendations+for+molecular+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacol. 132, 107-124 (1997).</li>
<li>Logue, S. F., Owen, E. H., Rasmussen, D. L., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+locomotor+activity%2C+acoustic+and+tactile+startle+and+prepulse+inhibition+of+startle+in+inbred+mouse+strains+and+F1+hybrids%3A+implications+of+genetic+background+for+single+gene+and+quantitative+trait+loci+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci%22%5BJournal%5D)">Assessment of locomotor activity, acoustic and tactile startle and prepulse inhibition of startle in inbred mouse strains and F1 hybrids: implications of genetic background for single gene and quantitative trait loci analyses.</a> Neurosci. 80 (4), 1075-1086 (1997).</li>
<li>Lamprea, M. R., Cardenas, F. P., Setem, J., Morato, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thigmotactic+responses+in+an+open-field%5BTitle%5D)+AND+%22Braz.+J.+Med.+Biol.+Res%22%5BJournal%5D)">Thigmotactic responses in an open-field.</a> Braz. J. Med. Biol. Res. 41, 135-140 (2008).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym miejscu przedstawiamy niedawno opracowany test, który może być przydatny do ilościowego określania zachowań myszy z trafnością twarzy dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u ludzi. W przeciwieństwie do bardziej uznanych testów, takich jak Barnes lub T-maze, ten nowatorski test eksploracji obiektów nie wymaga żadnego szkolenia myszy ani nie wywołuje szczególnego niepokoju. Ponadto eksploracja nowych obiektów nie wymaga żadnych bodźców żywieniowych ani społecznych, co pozwala na większe skupienie się na zach...

Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) to zaburzenie neurorozwojowe składające się z trzech podstawowych objawów: upośledzenia społecznego, trudności w komunikowaniu się za pomocą języka i powtarzających się zachowań1. Od 2000 roku liczba osób, u których zdiagnozowano ASD, wzrosła z 1 na 150 do 1 na 68 w ciągu dziesięciu lat 2. Chociaż częstość występowania zaburzenia nadal rośnie, przyczyna zaburzenia nie jest jeszcze znana. Nastąpił wzrost wysiłków zmierzających do zidentyfikowania odpowiednich modeli myszy dla rdzenia i powiązanych objawów ASD, ponieważ modele te mogą prowadzić do lepszego zrozumienia podstawowych objawów i przyczyn ASD. Istnieje wiele wsobnych szczepów myszy, które wydają się wykazywać zachowania z trafnością twarzy dla podstawowych objawów ASD, w tym powtarzających się zachowań3.
Ograniczone, powtarzające się zachowania (RRB) są głównym objawem niektórych zaburzeń psychicznych, takich jak ASD. RRB mogą nasilać się wraz z nasileniem zaburzenia4 i mogą drastycznie zakłócić styl życia osób dotkniętych chorobą. RRB są zwykle umieszczane w dwóch kategoriach, powtarzających się zachowaniach niższego rzędu, które u ludzi składają się z działań takich jak kołysanie i machanie rękami; oraz powtarzające się zachowania wyższego rzędu, które polegają na ścisłym przestrzeganiu rutyny i oporze przed zmianą5-8.
Powtarzające się zachowania niższego rzędu były szeroko badane u gryzoni, gdzie objawiają się jako stereotypy motoryczne, które można łatwo zaobserwować w warunkach laboratoryjnych9. Wydaje się, że te zachowania mają dobrą trafność dla RRB u ludzi, a także potencjalnie silną trafność konstruktu10. Testy na obecność RRB niższego rzędu można przeprowadzić poprzez wideomonitoring aktywności myszy w celu zbadania napadów i czasu trwania tych stereotypów motorycznych11. Powtarzające się zachowania wyższego rzędu stanowią wyzwanie dla podstawowych badań biomedycznych z wykorzystaniem gryzoni, ponieważ te RRB nie są tak łatwe do zidentyfikowania za pomocą prostej obserwacji. Ze względu na trudności w identyfikacji tych zachowań, istnieje mniej ustalonych testów dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu. Tradycyjnie, RRB wyższego rzędu mierzono u gryzoni przy użyciu paradygmatu labiryntu, w którym badane zwierzę jest szkolone, aby osiągnąć kompetencję w ucieczce. Miejsce ucieczki jest następnie zamieniane, a liczba prób wymaganych do ponownego nauczenia się miejsca ucieczki jest rejestrowanajako 12. Testy te nie są idealne, ponieważ wymagają długiego okresu szkolenia, często wywołują niepokój i mogą skutkować bardzo zmiennymi wynikami. Eksploracja tablic otworów została również wykorzystana do ilościowego określenia RRB wyższego rzędu13,14. Takie podejście nie wymaga długich sesji treningowych, ale opiera się na motywacji żywieniowej i/lub dyskryminacji węchowej. Testy dla RRB wyższego rzędu, które nie są przeciwlękowe lub wymagają szkolenia, byłyby miłym uzupełnieniem istniejącego repertuaru eksploracji otworów i testów opartych na labiryntach, które są obecnie stosowane.
Szczep myszy wsobnych C58/J (C58) silnie ilustruje wysoki poziom stereotypowych zachowań związanych z ASD, a mianowicie powtarzające się, bezcelowe stereotypy motoryczne i podwyższony poziom samouwodzenia3,11. Dodatkowo, myszy C58 wykazują RRB poprzez wysoki poziom odchowywania, przewracania do tyłu i scrabblingu11,14,16. Szczep ten zaczyna wykazywać te zachowania we wczesnym okresie noworodkowym i kontynuuje je przez całe dorosłe życie. Idealnie byłoby móc przetestować obecność podwyższonych RRB wyższego rzędu, aby uzupełnić dobrze udokumentowane RRB niższego rzędu obecne w tym szczepie, a także w innych szczepach myszy. Opisany tutaj nowatorski test eksploracji obiektów daje naukowcom możliwość jednoczesnej obserwacji RRB niższego i wyższego rzędu, ponieważ daje możliwość mierzenia wzorcowych zachowań, a także powtarzających się stereotypów motorycznych.
Wykorzystanie eksploracji nowych obiektów jako testu dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu zostało opracowane przez Pearsona i wsp.17. Ta nowa ocena jest rozszerzeniem dobrze znanego testu na otwartym polu18-21 z dodaniem czterech nowych obiektów do areny. Myszom pozwolono swobodnie badać te nieznane obiekty, a liczba i kolejność badań obiektów była śledzona. Badania obiektów zostały następnie przeanalizowane pod kątem obecności wzorców, przy czym myszy BTBR wykazywały podwyższoną liczbę badań wzorców wśród obiektów. Korzystając z tego testu, myszy mogą wykazywać powtarzające się i wzorcowe zachowania wyższego rzędu, eliminując potrzebę uczenia się zachowań, a także usuwając niepotrzebne bodźce. Eksploracja nowych obiektów indukuje RRB wyższego rzędu, ponieważ pozwala myszom tworzyć wzorce i sekwencje poprzez ich naturalną eksplorację. Użycie tego testu pozwala badaczowi na ilościowe określenie obecności tych RRB wyższego rzędu.
Pearson et al. opracowali ten test i użyli go do sprawdzenia obecności potencjalnych powtarzających się zachowań wyższego rzędu w szczepie myszy wsobnej BTBR, uzyskując intrygujące wyniki17. Niedawno opublikowaliśmy badanie uzupełniające dotyczące zachowań szczepów C58, C57BL/6J (C57) i FVB/NJ (FVB), a także bardziej szczegółowe badanie potencjalnych zmiennych zakłócających obecnych w tym teście oraz możliwe podejścia statystyczne do analizy wygenerowanych danych22.

<table><tbody><tr><td>Standardowa klatka dla gryzoni z poliwęglanu (45 cm x 24 cm x 20 cm)</td><td></td><td></td><td>Pożądane jest wiele klatek, aby ułatwić testowanie wielu myszy&nbsp;</td></tr><tr><td>Plastikowa nieprzezroczysta okrągła arena testowa (średnica podstawy 41 cm)</td><td>United States Plastic Corp.</td><td>13931</td><td>Wiele aren jest pożądanych w celu ułatwienia testowania wielu myszy&nbsp;</td></tr><tr>Standardowa pościel <td></td><td></td><td></td><td>dla gryzoni z kolby kukurydzy</td></tr><tr><td>Novel Object - czerwona małpa</td><td>Hasbro, Pawtucket RI</td><td></td><td>z Barrel of Monkeys</td></tr><tr><td>Novel Object - prostokątny 2 x 4 LEGO</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Novel Object - płytka</td><td>Thinkfun Inc., Alexandria VA</td><td></td><td>od Toot i Otto</td></tr><tr><td>Novel Object - standardowa biała matryca</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kamera wideo</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do rejestrowania zachowań - The Observer</td><td>Noldus, Wageningen, Holandia</td> można <td>używać</td><td></td>innych programów</tr><tr><td>Oprogramowanie do śledzenia wideo - EthoVision</td><td>Noldus, Wageningen, Holandia</td><td>można używać</td><td></td>innych programów</tr><tr><td>Klawiatura wejściowa X-Keys</td><td>P.I. Engineering, Williamstown MI</td><td>829484</td><td></td></tr><tr><td>MacroWorks II</td><td>P.I. Engineering, Williamstown, Michigan</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>, Stany Zjednoczone

eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy

Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Ograniczone, powtarzające się zachowania (RRB) są podstawową cechą zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD) i zakłócają życie osób dotkniętych tym problemem. RRB są zwykle dzielone na komponenty niższego i wyższego rzędu, przy czym RRB niższego rzędu składają się ze stereotypii motorycznych, a RRB wyższego rzędu składają się z zachowań perseweracyjnych i sekwencjonowania. RRB wyższego rzędu są trudne do modelowania u myszy. Obecne testy RRB u myszy koncentrują się przede wszystkim na składnikach niższego rzędu, co utrudnia podstawowe badania biomedyczne nad potencjalnymi terapiami lub interwencjami w przypadku RRB wyższego rzędu. Tutaj opisujemy nowy test, eksplorację nowych obiektów. Ten test wykorzystuje podstawową arenę na otwartym polu z czterema nowatorskimi obiektami umieszczonymi na obwodzie. Mysz testowa może swobodnie eksplorować arenę, a kolejność, w jakiej mysz bada nowe obiekty, jest rejestrowana. Na podstawie tych danych można zidentyfikować wzorce sekwencji eksploracji, a także najbardziej preferowany obiekt dla każdej myszy. Reprezentatywne dane udostępnione tutaj i poprzednie wyniki przy użyciu testu eksploracji nowych obiektów ilustrują, że wsobne szczepy myszy wykazują różne zachowanie w tym teście i że szczepy z podwyższonymi RRB niższego rzędu również wykazują podwyższone wzorce zachowania. W związku z tym test eksploracji nowych obiektów wydaje się mieć dobrą trafność dla RRB wyższego rzędu u ludzi i może być cennym testem dla przyszłych badań nad nowymi terapiami ASD.

Reprezentatywne dane2 wykazują, że samice myszy szczepu C58/J wykazały większą liczbę sekwencyjnych wzorców niż pozostałe szczepy w okrągłej arenie (Rysunek 2, panel A), ale nie w arenie prostokątnej (Rysunek 2, panel C). Żaden z trzech szczepów samców nie różnił się od pozostałych (Rysunek 2, panele B i D). Reprezentatywne dane pokazują, że zarówno samce, jak i samice myszy C58/J wykazują silniejszą preferencję dla najczęściej...

Bardziej ograniczone, powtarzające się zachowania (RRB) zakłócają życie osób dotkniętych tym problemem. Zachowania te są trudne do modelowania u gryzoni, co utrudnia podstawowe badania biomedyczne nad potencjalnymi terapiami lub interwencjami w przypadku RRB. W tym miejscu opisujemy eksplorację nowych obiektów jako potencjalny test dla RRB wyższego rzędu u myszy.

Eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals.  RRBs are ...

Ogólnym celem tego testu behawioralnego jest zidentyfikowanie obecności powtarzalnych zachowań wyższego rzędu u myszy. Test ten może pomóc w walidacji potencjalnych modeli mysich i zachowań autystycznych, takich jak w przypadku inbredalnego szczepu myszy C 58 J. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że nie wymaga ona żadnego treningu myszy i nie wywołuje ona w znacznym stopniu lęku.Rozpocznij od przygotowania areny testowej. Wykorzystaj przezroczystą, plastikową, prostokątną klatkę z warstwą ściółki z kolb kukurydzy o grubości pół cala. Wybierz cztery nowe obiekty, które różnią się kształtem i kolorem.Na przykład różowa klockowa zabawka, czerwona małpka, biała płytka z niebieskim napisem oraz standardowa biała kostka do gry. Należy upewnić się, że obiekty te mają zbliżony rozmiar i są wykonane z tworzywa sztucznego o wysokiej gęstości, aby ułatwić czyszczenie i zapobiec przegryzieniu. W prostokątnej arenie należy umieścić te obiekty trzy centymetry od narożników, stosując losową i zrównoważoną kolejność w trakcie całego procesu testowania.Zarejestruj rozmieszczenie każdego obiektu, przypisując mu liczbę od jeden do czterech. Na koniec umieść kamerę bezpośrednio nad arenami testow

novel-object-exploration-as-potential-assay-for-higher-order

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Choroba, uraz głowy, modyfikacje genetyczne i leczenie myszy lekami mogą mieć głęboki wpływ na zachowanie. Wykorzystując dobrze scharakteryzowane i zweryfikowane podejścia, takie jak zakopywanie marmuru i rozdrabnianie gniazd, zachowania podobne do kompulsywnych można dokładnie udokumentować u myszy jako modele ludzkiego zaburzenia obsesyjno-kompulsywnego i zaburzenia ze spektrum autyzmu.

Zakopywanie marmuru i rozdrabnianie gniazd jako testy powtarzających się, kompulsywnych zachowań u myszy

Opisane tutaj jest etapowe, behawioralne podejście przesiewowe, które może być użyte do badania przesiewowego pod kątem związków wykazujących skuteczność in vivo na poznawcze i funkcjonalne zachowania motoryczne w transgenicznych mysich modelach β-amyloidozy i tauopatii. Metody te są zoptymalizowane pod kątem badań przesiewowych związków pod kątem aktywności w zadaniach pamięci krótkotrwałej i roboczej.

Ocena spontanicznej przemiany, rozpoznawania nowych obiektów i zaciskania kończyn w transgenicznych mysich modelach β amyloidu i neuropatologii tau

Test rozpoznawania obiektów (ORT) to prosty i skuteczny test do oceny uczenia się i pamięci u myszy. Metodologia została opisana poniżej.

Nowatorski test rozpoznawania obiektów do badania uczenia się i pamięci u myszy

Ten protokół opisuje test behawioralny, oparty na teście labiryntu Barnesa, w celu zbadania, jak instynktowne działania obronne są modyfikowane przez wiedzę o środowisku przestrzennym.

Test behawioralny do badania roli pamięci przestrzennej podczas instynktownej obrony u myszy

Ten protokół mierzy przestrzenne uczenie się i pamięć za pomocą labiryntu Barnesa. Nowatorski paradygmat damy w niebezpieczeństwie służy do oceny aktywności lokomotorycznej i zachowań prospołecznych u myszy.

Analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu Barnesa i damy w niebezpieczeństwie

Tutaj udostępniamy protokół, który zawiera obszerne instrukcje dotyczące ekonomicznego ustanawiania lokalizacji obiektów mysich i nowatorskich testów behawioralnych rozpoznawania obiektów, w tym projektowania, kosztu i budowy wymaganego sprzętu, a także wykonywania testów behawioralnych, zbierania danych i analizy.

Nowatorskie rozpoznawanie obiektów i testy behawioralne lokalizacji obiektów u myszy przy ograniczonym budżecie

Kompleksowy test behawioralny obejmujący umiejętności motoryczne, nastrój - w tym interakcje społeczne, depresję i lęk - oraz funkcje poznawcze jest przeznaczony do wielokrotnej oceny zmian behawioralnych związanych z neurodegeneracją u myszy.

Bateria testów behawioralnych do wielokrotnej oceny zdolności motorycznych, nastroju i funkcji poznawczych u myszy

Rola niedawno odkrytych genów związanych z chorobą w patogenezie zaburzeń neuropsychiatrycznych pozostaje niejasna. Zmodyfikowana technika obustronnej elektroporacji in utero pozwala na transfer genów w dużych populacjach neuronów i badanie przyczynowego wpływu zmian ekspresji genów na zachowania społeczne.

Rurociąg wykorzystujący obustronną elektroporację in utero do badania wpływów genetycznych na zachowanie gryzoni

Modele gryzoni są cennymi narzędziami do badania podstawowych zachowań związanych z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD). W tym artykule wyjaśniamy dwa testy behawioralne do modelowania podstawowych cech ASD u myszy: samopielęgnację, który ocenia powtarzające się zachowanie, oraz trzykomorowy test interakcji społecznych, który dokumentuje upośledzenia społeczne.

Strategie oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy

Obecne badanie opisuje test zachowania motorycznego do analizy deficytów motorycznych w modelach gryzoni, w tym szczura TgF344-AD, z wykorzystaniem uczenia maszynowego.

Zadanie motoryczne w celu badania kinematyki stawów w przedklinicznym modelu chorób neurodegeneracyjnych

Poznaj metodę eksploracji nowych obiektów do identyfikacji powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy. Technika umożliwia walidację modeli autystycznych bez treningu zwierząt.

Eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy

Przeglądaj więcej filmów