Name: Ocena upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnika wodnego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-07-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 9 s
Description: Poznaj metodę oceny pamięci przestrzennej w modelu urazowego uszkodzenia mózgu u myszy przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnikiem wodnym. Ta technika umożliwia badanie poznania bez konieczności pływania.

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

To badanie było wspierane przez Instytut Nauk o Zdrowiu Autorskim (UL1TR000423), Centrum Rozwoju Człowieka i Niepełnosprawności Uniwersytetu Waszyngtońskiego oraz Rdzeń Zachowania Zwierząt i Rdzeń Obrazowania Mózgu Uniwersytetu Waszyngtońskiego. Chcielibyśmy podziękować dr Warrenowi Ladigesowi za jego rolę w rozwoju i rozpowszechnianiu oryginalnego projektu labiryntu i protokołu Radial Water Tread przedstawionego tutaj. Dziękujemy również Toby'emu Cole'owi za jego pomoc w tym projekcie.

Wszystkie procedury i obchodzenie się ze zwierzętami zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi dotyczącymi opieki nad zwierzętami wydanymi przez National Institutes of Health oraz przez University of Washington Animal Care and Use Committee.
1. Chirurgia
<ol>
	<li>Znieczulić mysz 5% izofluranem w pudełku indukcyjnym do utraty przytomności. Potwierdź znieczulenie poprzez zmniejszenie częstości oddechów i brak odruchu wycofania po uszczypnięciu palca</li>.
	<li>Utrzymuj znieczulenie przez stożek nosowy na poziomie 2-2,5% przez cały czas operacji. Monitoruj częstość oddechów przez cały czas operacji, aby upewnić się, że mysz pozostaje nieprzytomna.</li>
	<li>Połóż mysz na poduszce grzewczej i umieść mysz w urządzeniu stereotaktycznym za pomocą pasków nausznych, upewniając się, że głowa jest bezpieczna i płaska.</li>
	<li>Usuń włosy ze skóry głowy za pomocą kremu do depilacji. Dokładnie spłucz skórę głowy solą fizjologiczną.</li>
	<li>Oczyść miejsce operacji naprzemiennym płukaniem jodem i 70% etanolem.</li>
	<li>Podać podskórnie wstrzyknięcie lidokainy i bupiwakainy (1 mg/kg) w skórę głowy.</li>
	<li>Za pomocą nożyczek chirurgicznych wykonaj podłużne nacięcie linii środkowej i cofnij skórę, aby odsłonić czaszkę.</li>
	<li>Za pomocą piły trepanacyjnej 5 mm należy wykonać kraniotomię nad lewą korą czołowo-ciemieniową z punktem środkowym 2,5 mm za bregmą i 2,5 mm na lewo od linii środkowej. Ostrożnie usuń krąg kości, aby odsłonić mózg.</li>
	<li>Ustawić urządzenie udarowe na prędkość 6 m/s i czas oczekiwania 200 ms.</li>
	<li>Ustaw urządzenie udarowe tak, aby wypukła końcówka uderzeniowa o średnicy 3 mm lekko dotykała powierzchni mózgu w odległości 2,5 mm za bregmą i 2,55 mm na lewo od linii środkowej. Cofnąć końcówkę udarową i obniżyć o 1 mm (głębokość uderzenia). Gdy będziesz gotowy, odpal urządzenie, generując pożądany efekt.</li>
	<li>Przykryj kraniotomię sterylnym krążkiem polipropylenowym przycementowanym do skóry właściwej za pomocą kleju tkankowego i zszyj nacięcie w zamknięciu.</li>
	<li>Usunąć mysz ze znieczulenia i wstrzyknąć IP buprenorfinę (0,5 mg/kg).</li>
	<li>Pozwól myszy dojść do siebie w czystej klatce, ogrzanej poduszką grzewczą. Mysz powinna być monitorowana pod kątem oznak bólu lub niepokoju przez następne 24 godziny 
	UWAGA: Fikcyjne kontrole powinny być traktowane identycznie jak powyżej, z pominięciem kroków 1.8-1.9.</li>
</ol>
2. Konstrukcja labiryntu z radialnym bieżnikiem wodnym
<ol>
	<li>Wywierć 9 otworów wyjściowych, wystarczająco dużych, aby pomieścić adaptery syfonu 1-1/2 cala ABS DWV SPG x SJ, w równych odstępach na obwodzie wanny ze stali ocynkowanej o średnicy 32 cali. Wyśrodkuj te otwory wyjściowe około 2-1/4 cala nad podłogą wanny.</li>
	<li>Zamontuj adapter syfonu 1-1/2 cala ABS DWV SPG x SJ do każdego z otworów wyjściowych i zabezpiecz dołączonymi nakrętkami pierścieniowymi.</li>
	<li>Za pomocą gumowych korków zakryj osiem z dziewięciu wyjść z zewnątrz aparatu. Ostatnie, niezamknięte wyjście będzie służyło jako droga ewakuacyjna. Nie ma znaczenia, które wyjście jest wyznaczone jako droga ewakuacyjna.</li>
	<li>Przymocuj kolanko ABS 90° do zewnętrznego końca pozostałego wyjścia. Łuk pod kątem 90° służy do uniemożliwienia osobom testowym wizualnego określenia prawidłowej drogi ucieczki z wnętrza labiryntu.</li>
	<li>Zbuduj skrzynkę ewakuacyjną z dowolnego nieprzezroczystego pudełka, które można zdezynfekować i ma wymiary około 30 cm x 15 cm x 15 cm. Wytnij otwór z boku skrzynki, bezpośrednio nad podłogą, wystarczająco duży, aby pomieścić kolanko ABS 90°.</li>
	<li>Przymocuj skrzynkę ewakuacyjną do końcówki kolanka ABS 90°.</li>
	<li>Lekko podnieś skrzynkę ewakuacyjną (mniej niż jeden cal) ponad powierzchnię podłogi. Pozwala to na umieszczenie pod skrzynką ewakuacyjną dużej ilości miejsca na elektryczną poduszkę grzewczą lub inne źródło ciepła.</li>
	<li>Wydrukuj i zalaminuj co najmniej 5 unikalnych, wizualnych wskazówek. Używaj prostych obrazów o wysokim kontraście, które można łatwo dostrzec z wnętrza aparatu. Zalecane są czarno-białe kształty clipart (trójkąt, kwadrat, koło).</li>
	<li>Za pomocą magnesów przyklej wskazówki wizualne do wewnętrznych ścianek aparatu. Wskazówki powinny znajdować się w mniej więcej równej odległości od siebie, na całym obwodzie aparatu.</li>
</ol>
3. Protokół labiryntu z promieniowym bieżnikiem wodnym
UWAGA: Badanie labiryntu wodnego powinno rozpocząć się dopiero po zagojeniu się miejsca operacji (około tygodnia po operacji).
<ol>
	<li>Przygotowanie do testowania.
	<ol>
		<li>Pozwól myszom zaaklimatyzować się w pomieszczeniu testowym przez co najmniej 30 minut przed rozpoczęciem testowania.</li>
		<li>Zdezynfekuj urządzenie za pomocą sprayu z 70% etanolem.</li>
		<li>Napełnij urządzenie około 1 calem zimnej (12-14 °C) wody.</li>
		<li>Umieść elektryczną poduszkę grzewczą lub inne źródło ciepła bezpośrednio pod skrzynką ewakuacyjną. Utrzymuj skrzynkę ewakuacyjną ciemną i ciepłą przez cały czas trwania testów.</li>
		<li>Umieść jasne źródło światła nad urządzeniem. 
		UWAGA: W przypadku korzystania z lampy, która może być widoczna dla zwierząt badawczych z samego urządzenia, należy upewnić się, że lampa jest umieszczona w tej samej pozycji każdego dnia. Sama lampa może stanowić kolejną wizualną wskazówkę dla myszy, aby zlokalizować skrzynkę ucieczki, a drastyczne przesuwanie jej z dnia na dzień może skomplikować wyniki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Protokół testowy
	<ol>
		<li>Delikatnie wyjmij mysz z klatki za ogon i umieść na środku aparatu.</li>
		<li>Gdy tylko zwierzę znajdzie się w aparacie, rozpocznij odmierzanie czasu.</li>
		<li>Gdy zwierzę znajdzie właściwe wyjście i zlokalizuje/wejdzie do skrzynki ewakuacyjnej, przerwij odmierzanie czasu i zapisz liczbę sekund potrzebną do znalezienia właściwej ścieżki.</li>
		<li>Jeśli zwierzę spróbuje wspiąć się do końcowej i nie wejdzie spontanicznie ponownie do labiryntu po 10 sekundach, poprowadź zwierzę z powrotem do środka labiryntu ręcznie.</li>
		<li>Jeśli zwierzę nie znajdzie właściwej drogi do skrzynki ewakuacyjnej w ciągu 3 minut (180 s), zalicz próbę jako porażkę i zapisz jako 180 s. Ostrożnie poprowadź zwierzę na właściwą ścieżkę ręcznie.</li>
		<li>Pozwól myszy pozostać w skrzynce ewakuacyjnej przez 1 minutę przerwy między próbami.</li>
		<li>Po upływie 1 minuty odpoczynku wyjmij zwierzę z pudełka ucieczkowego i wróć do jego klatki domowej.</li>
		<li>Dokładnie zdezynfekuj skrzynkę ewakuacyjną i wyjścia za pomocą sprayu z 70% etanolem, aby zapobiec używaniu przez mysz wskazówek węchowych do zlokalizowania właściwej drogi ucieczki. Ten krok nie powinien zająć więcej niż kilka sekund.</li>
		<li>Przywróć mysz do labiryntu na następną próbę.</li>
		<li>Powtarzaj kroki 3.2.1-3.2.9, aż mysz ukończy w sumie trzy próby i trzy razy znajdzie lub zostanie doprowadzona do skrzynki ucieczki.</li>
		<li>Po ostatnim 1 minutowym odpoczynku przywróć mysz do jej klatki domowej.</li>
		<li>Opróżnij i wymień wodę w aparacie między zwierzętami, aby zapewnić stałą temperaturę przez cały czas trwania badania.</li>
		<li>Powtórz kroki 3.2.1-3.2.12 dla każdej testowanej myszy.</li>
		<li>Następnego dnia powtórzyć kroki przygotowania 3.2.1-3.2.5. Zachowaj szczególną ostrożność, aby wskazówki wizualne pozostały w spójnych pozycjach między dniami testowymi.</li>
		<li>Zwierzęta doświadczalne przy użyciu powyższego codziennego protokołu testowania przez trzy próby dziennie przez cztery dni (okres treningu), z końcowym trzypróbnym testem na zachowanie pamięci w piątym dniu. Szósty trzypróbny test (Zachowanie Pamięci Długotrwałej) może być przeprowadzony w dwunastym dniu.</li>
		<li>Nie wykonuj żadnych testów między piątym a dwunastym dniem testowania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>analiza
	<ol>
		<li>Jeśli mysz nie ukończy labiryntu w czasie krótszym niż 180 s w ciągu dowolnych dwóch dni (tj. w sumie 6 kolejnych prób, wszystkie punktowane po 180 s), należy wziąć pod uwagę, że mysz nie jest wystarczająco zmotywowana warunkami testowymi i należy ją usunąć z analizy.</li>
		<li>Oblicz średnie opóźnienie, aby ukończyć labirynt dla każdego obiektu według daty testu, uśredniając ich trzy codzienne próby z tego dnia.</li>
		<li>Uzyskaj różnice grupowe w zachowaniu pamięci za pomocą standardowych testów t, aby porównać grupy w dniu testu piątego dnia i testu pamięci długotrwałej. Jeśli porównywane są więcej niż dwie grupy, należy zamiast tego zastosować jednoczynnikową ANOVA, po której następuje odpowiednia analiza post hoc (taka jak test Tukeya) w celu sprawdzenia uzyskanego znaczenia.</li>
		<li>Uzyskaj różnice grupowe w okresie akwizycji (dni 1-4) poprzez analizę wariancji powtarzanych pomiarów.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Levin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobehavioral+outcome+of+closed+head+injury%3A+Implications+for+clinical+trials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Neurobehavioral outcome of closed head injury: Implications for clinical trials.</a> J. Neurotrauma. 12 (4), 601-610 (1995).</li>
<li>Schretlen, D., Shapiro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+review+of+the+effects+of+traumatic+brain+injury+on+cognitive+functioning%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Rev+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">A quantitative review of the effects of traumatic brain injury on cognitive functioning.</a> Int Rev Psychiatry. 15 (4), 341-349 (2003).</li>
<li>Cline, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+application+of+a+radial+water+tread+maze+can+distinguish+cognitive+deficits+in+mice+with+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Novel application of a radial water tread maze can distinguish cognitive deficits in mice with traumatic brain injury.</a> Brain Res. 1657, 140-147 (2017).</li>
<li>Ellenbroek, B., Youn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+models+in+neuroscience+research%3A+Is+it+a+rat+race%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Dis.+Model.+Mech%22%5BJournal%5D)">Rodent models in neuroscience research: Is it a rat race?</a> Dis. Model. Mech. 9 (10), 1079-1087 (2016).</li>
<li>Morris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+of+a+water-maze+procedure+for+studying+spatial+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat.</a> J. Neurosci Methods. 11 (1), 47-60 (1984).</li>
<li>Barnes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+deficits+associated+with+senescence%3A+A+neurophysiological+and+behavioral+study+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+Psych%22%5BJournal%5D)">Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat.</a> J. Comp. Physiol. Psych. 93 (1), 74-104 (1979).</li>
<li>Frick, K., Stillner, E., Berger-Sweeney, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mice+are+not+little+rats%3A+Species+differences+in+a+one-day+water+maze+task%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">Mice are not little rats: Species differences in a one-day water maze task.</a> Neuroreport. 11 (16), 3461-3465 (2000).</li>
<li>Whishaw, I., Tomie, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Of+Mice+and+Mazes%3A+Similarities+Between+Mice+and+Rats+on+Dry+Land+But+Not+Water+Mazes%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Of Mice and Mazes: Similarities Between Mice and Rats on Dry Land But Not Water Mazes.</a> Physiol Behav. 60 (5), 1191-1197 (1995).</li>
<li>Francis, D., Zaharia, M., Shanks, N., Anisman, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-induced+disturbances+in+Morris+water-maze+performance%3A+Interstrain+variability%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Stress-induced disturbances in Morris water-maze performance: Interstrain variability.</a> Physiol Behav. 58 (1), 57-65 (1995).</li>
<li>Wahlsten, D., Rustay, N., Metten, P., Crabbe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+search+of+a+better+mouse+test%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In search of a better mouse test.</a> Trends Neurosci. 26 (3), 132-136 (2003).</li>
<li>Crawley,, 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+%22Psychopharmacology.+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacology. (Berl). 132 (2), 107-124 (1997).</li>
<li>Wahlsten, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+data+from+different+labs%3A+lessons+from+studies+of+gene-environment+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Different data from different labs: lessons from studies of gene-environment interaction.</a> J. Neurobiol. 54 (1), 283-311 (2002).</li>
<li>Rogers, D. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+SHIRPA+and+discriminant+analysis+to+characterise+marked+differences+in+the+behavioural+phenotype+of+six+inbred+mouse+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Use of SHIRPA and discriminant analysis to characterise marked differences in the behavioural phenotype of six inbred mouse strains.</a> Behav Brain Res. 105 (2), 207-217 (1999).</li>
<li>Wolfer, D. P., Stagljar-Bozicevic, M., Errington, M. L., Lipp, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+Memory+and+Learning+in+Transgenic+Mice%3A+Fact+or+Artifact%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology%22%5BJournal%5D)">Spatial Memory and Learning in Transgenic Mice: Fact or Artifact?</a> Physiology. 13 (3), 118-123 (1998).</li>
<li>Koopmans, G., Blokland, A., Vannieuwenhuijzen, P., Prickaerts, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+spatial+learning+abilities+of+mice+in+a+new+circular+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Assessment of spatial learning abilities of mice in a new circular maze.</a> Physiol Behav. 79 (4-5), 683-693 (2003).</li>
<li>Deacon, R., Rawlins, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+impairments+of+hippocampal-lesioned+mice+in+a+paddling+pool%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Learning impairments of hippocampal-lesioned mice in a paddling pool.</a> Behav Neurosci. 116 (3), 472-478 (2002).</li>
<li>Pettan-Brewer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+radial+water+tread+maze+tracks+age-related+cognitive+decline+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Pathobiol+Aging+Age+Relat+Dis%22%5BJournal%5D)">A novel radial water tread maze tracks age-related cognitive decline in mice.</a> Pathobiol Aging Age Relat Dis. 3, 1-4 (2013).</li>
<li>Wiley, J., Pettan-Brewer, C., Ladiges, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phenylbutyric+acid+reduces+amyloid+plaques+and+rescues+cognitive+behavior+in+AD+transgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Phenylbutyric acid reduces amyloid plaques and rescues cognitive behavior in AD transgenic mice.</a> Aging Cell. 10 (3), 418-428 (2011).</li>
<li>Enns, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+Protein+Kinase+A+in+Mice+Enhances+Healthy+Aging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Disruption of Protein Kinase A in Mice Enhances Healthy Aging.</a> PLoS ONE. 4 (6), (2009).</li>
<li>Ivonen, H., Nurminen, L., Harri, M., Tanila, H., Puolivali, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypothermia+in+mice+tested+in+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Hypothermia in mice tested in Morris water maze.</a> Behav Brain Res. 141 (2), 207-213 (2003).</li>
<li>Shultz, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Granulocyte-macrophage+colony-stimulating+factor+is+neuroprotective+in+experimental+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is neuroprotective in experimental traumatic brain injury.</a> J Neurotrauma. 31 (10), 976-983 (2014).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawiony tutaj protokół labiryntu RWT z powodzeniem odróżnia myszy TBI indukowane przez CCI od pozorowanych kontroli i stanowi wykonalną, skoncentrowaną na myszy, alternatywę dla labiryntu kołowego MWM i Barnesa. Podczas gdy przedstawione tutaj wyniki mówią tylko o zastosowaniu labiryntu RWT w modelu myszy TBI, aparat ten był z powodzeniem stosowany w modelach starszych i transgenicznych, w których niezgodność spowodowana stresem wynikająca z testów opartych na pływaniu wykonanych przy użyciu MWMby...

Zaburzenia pamięci są jednymi z najczęstszych objawów zgłaszanych przez pacjentów po urazowym uszkodzeniu mózgu (TBI)1,2. Dokładna identyfikacja i ocena analogicznych deficytów pamięci w zwierzęcych modelach TBI są zatem niezbędne do zrozumienia tego schorzenia i jego leczenia. W tym miejscu przedstawiamy protokół do testowania pamięci przestrzennej w mysim modelu TBI z wykorzystaniem labiryntu Radial Water Tread (RWT). Wcześniej wykazano, że aparat ten ocenia deficyty poznawcze w mysich modelach TBI3 i stanowi potencjalną alternatywę dla zatwierdzonych przez szczury, opartych na pływaniu testów poznawczych.
Rosnąca różnorodność i dostępność transgenicznych modeli myszy doprowadziła do niedawnego wzrostu wykorzystania myszy w stosunku do szczurów w badaniach naukowych4. Pomimo tej zmiany, naukowcy nadal polegają na zadaniach behawioralnych i poznawczych, które zostały pierwotnie zaprojektowane i zatwierdzone do użytku na szczurach. Najczęstsze testy używane obecnie do oceny funkcji poznawczych u myszy, labirynt wodny Morrisa (MWM) i labirynt kołowy Barnesa, zostały specjalnie zaprojektowane, aby wykorzystać instynktowne zachowania znalezione u szczurów5,6. Biorąc pod uwagę różnice genetyczne, neuroetologiczne i poznawcze, które istnieją między tymi dwoma gatunkami4, nie jest zaskakujące, że myszy konsekwentnie nie radzą sobie z tymi zadaniami7,8.
Zależne od gatunku różnice w zdolności testowania są szczególnie niepokojące w testach poznawczych opartych na pływaniu, takich jak MWM. Podczas gdy zarówno szczury, jak i myszy są biegłymi pływakami, naukowcy zidentyfikowali kilka szczepów myszy, które wyjątkowo słabo radzą sobie z zadaniami poznawczymi opartymi na pływaniu9,10,11,12,13. Nawet u dzikich zwierząt szczury na ogół przewyższają myszy7,8. Chociaż może to być interpretowane jako specyficzna dla gatunku różnica w pamięci przestrzennej, analogiczne testy uzupełniające z użyciem labiryntu na suchym lądzie nie wykazały żadnych zależnych od gatunku różnic w wydajności poznawczej8. Szereg czynników niezwiązanych z funkcjami poznawczymi może odpowiadać za to odkrycie, w tym zależne od gatunku różnice w zdolności pływania lub strategii wyszukiwania. Rzeczywiście, analiza czynnikowa strategii wyszukiwania specyficznych dla myszy w MWM pokazuje, że czynniki niekognitywne (w szczególności tigomotaksja i pasywność [tj. pływanie]) mogą odgrywać bardziej znaczącą rolę w wydajności MWM niż uczenie przestrzenne14.
Tutaj demonstrujemy użycie testu kognitywnego zaprojektowanego do wykorzystania instynktownego zachowania myszy, który nie wymaga pływania, do pomiaru upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu TBI wywołanego przez CCI. Podczas gdy labirynt RWT (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-B) został pomyślany jako nowatorska hybryda okrągłego labiryntu MWM i Barnesa, został specjalnie zaprojektowany, aby wykorzystać instynktowne zachowanie tigmotraktyczne u myszy15,16. Urządzenie składa się z ocynkowanej stalowej wanny o średnicy 32 cali, w której wywiercono dziewięć równomiernie rozmieszczonych otworów wyjściowych. Otwory są wyśrodkowane 2-1/4 cala nad podłogą wanny i są dobrane tak, aby pasowały do powszechnie dostępnych adapterów pułapek 1-1/2 cala ABS DWV SPG x SJ. Osiem wyjść jest zakrytych od zewnątrz i zaślepionych do głębokości 1 cala gumowymi korkami. Dziewiąty jest połączony kolankiem z akrylonitrylu i butadienu (ABS) pod kątem 90° z nieprzezroczystym plastikowym pudełkiem, z którego mysz można łatwo wyjąć po przetestowaniu. W ciągu krótkiego okresu akwizycji mysz jest szkolona w korzystaniu z unikalnych wskazówek wizualnych wyściełających labirynt, aby zlokalizować tę skrzynkę ucieczki. Podczas testów labirynt jest wypełniony calem zimnej wody (12-14 °C), wystarczająco awersyjnej, aby ułatwić ucieczkę, ale nie na tyle głębokiej, aby mysz musiała pływać.
Labirynt RWT stanowi tanią, łatwą w utrzymaniu alternatywę dla MWM i był z powodzeniem stosowany u starszych i transgenicznych myszy 15,17,18,19, oraz mysie modele TBI3. Przedstawiony tutaj protokół stanowi prostą i skuteczną metodę pomiaru upośledzenia pamięci przestrzennej, która nie wymaga treningu przed urazem i może być łatwo zmodyfikowana w celu dostosowania do szczególnych potrzeb laboratorium badawczego.

<table><tbody><tr><td>35 gal. Okrągła wanna ze stali zanurzonej na gorąco</td><td>Home Depot</td><td>Internet #206638142</td><td>Potrzebne: 1</td></tr><tr><td>1-1 / 2 cala. ABS DWV SPG x SJ Trap Adapter</td> Home <td>Depot</td><td>Internet #100344703, SKU sklepu #188956</td><td>Potrzebne: 9</td></tr><tr><td>1-3/4 cala x 1-7/16 cala. gumowy korek</td><td>Home Depot</td><td>Internet #100114974 Sklep SKU #755844</td><td>Potrzebne: 8</td></tr><tr><td>1-1 / 2 cala. ABS DWV 90 stopni Hub x Hub Elbow</td><td>Home Depot</td><td>Internet #100346663 Sklep SKU #188603</td><td>Potrzebne: 1</td></tr><tr><td>HDX 10 Gal. Torba do przechowywania</td><td>Home Depot</td><td>Internet #202523587 Store SKU #258804 Store SO SKU #258804</td><td>Potrzebne: 1</td></tr><tr><td>uderzenie Jeden impaktor stereotaktyczny dla CCI</td><td>Leica Biosystems</td><td>39463920</td><td>Potrzebne: 1</td></tr><tr><td>noniusz stereotaktyczny z ręcznym instrumentem stereotaktycznym Fine Drive dla małych zwierząt</td><td>Leica Biosystems</td><td>39463001</td><td>Potrzebne: 1</td></tr></tbody></table>

ocena upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnika wodnego

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Pomimo niedawnego wzrostu wykorzystania modeli mysich w badaniach naukowych, badacze nadal korzystają z zadań poznawczych, które zostały pierwotnie zaprojektowane i zatwierdzone do użytku na szczurach. Test labiryntu pamięci przestrzennej Radial Water Tread (RWT) (zaprojektowany specjalnie dla myszy i niewymagający pływania) wykazał wcześniej, że skutecznie odróżnia kontrolowane myszy TBI wywołane uderzeniem kory mózgowej od kontroli pozorowanych. W tym miejscu przedstawiono szczegółowy protokół tego zadania. Labirynt RWT wykorzystuje naturalną tendencję myszy do unikania otwartych przestrzeni na rzecz przytulania się do boków aparatu (thigmotaxis). Ściany labiryntu są wyłożone dziewięcioma otworami ewakuacyjnymi umieszczonymi nad podłogą aparatu, a myszy są szkolone w używaniu wskazówek wizualnych do zlokalizowania otworu ewakuacyjnego, który prowadzi z labiryntu. Labirynt jest wypełniony calem zimnej wody, wystarczającej do zmotywowania do ucieczki, ale nie na tyle głębokiej, aby mysz musiała pływać. Okres akwizycji trwa tylko cztery dni treningowe, z testem zachowania pamięci w piątym dniu i testem pamięci długotrwałej w dniu 12. Przedstawione tutaj wyniki sugerują, że labirynt RWT jest wykonalną alternatywą dla zatwierdzonych na szczurach, opartych na pływaniu testów poznawczych w ocenie deficytów pamięci przestrzennej w mysich modelach TBI.

Labirynt RWT (Rysunek 1) wykorzystano do zbadania zależnych od urazu deficytów pamięci przestrzennej u myszy, które zostały losowo przydzielone do grupy otrzymującej TBI wywołany kontrolowanym uderzeniem w korę mózgową lub do grupy operacji pozornej (sham). Uraz wywołano za pomocą uderzenia w korę sterowanego solenoidem z wypukłą końcówką o średnicy 3 mm, stosując następujące parametry urazu: prędkość uderzenia 6 m/s, głębokość penetracji 1 mm oraz czas konta...

Tutaj prezentujemy protokół testu poznawczego specyficznego dla myszy, który nie wymaga pływania. Ten test może być wykorzystany do skutecznego odróżnienia kontrolowanych myszy z urazowym uszkodzeniem mózgu wywołanym uderzeniem kory mózgowej od pozorowanych kontroli.

Ocena upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnika wodnego

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Ogólnym celem niniejszego protokołu Radial Water Tread Maze jest badanie pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu poznawczego zadania dostosowanego do myszy, które nie wymaga pływania. Metoda ta może być szczególnie użyteczna podczas badania funkcji poznawczych w modelach mysich, w których deficyty motoryczne i/lub brak motywacji sprawiają, że protokoły testów poznawczych oparte na pływaniu, takie jak labirynt wodny Morrisa, są niepraktyczne. Choć metoda ta może dostarczyć informacji o różnicach między grupami i funkcjach poznawczych w modelu urazowego uszkodzenia mózgu u myszy z kontrolowanym uderzeniem korowym, może być ona również przydatna do pomiaru funkcji poznawczych u myszy starszych oraz w modelach transgenicznych, które wykazują słabe wyniki w testach opartych na pływaniu.We wszystkich dniach testowych należy wykonać następujące kroki przygotowawcze. Po pierwsze, należy pozwolić myszom na aklimatyzację w pomieszczeniu testowym, w ich klatkach domowych, przez co najmniej 30 minut. Okrągły labirynt posiada wskazówki wizualne wzdłuż wewnętrznych ścian.Ruchoma skrzynka ucieczkowa umieszczona przy jednym z dziewięciu różnych otworów wyjścia. Podczas aklimatyzacji myszy należy zdezynfekować wyjścia oraz skrzynkę, używając sprayu z 70% ethanol.Utrzymanie stałej temperatury wody pomiędzy próbami jest bardzo ważne. Dlatego należy mierzyć ją dokładnie i w razie potrzeby korygować. Teraz umieść skrzynkę ucieczkową przy jednym z dziewięciu otworów wyjściowych.Należy użyć źródła ciepła, aby utrzymać w pudełku odpowiednią temperaturę, najlepiej wykorzystując podkładkę grzewczą. Należy również zabezpieczyć pudełko przed dostępem światła. Pudełko z pułapką powinno być zawsze ciemne, ciepłe i względnie bezzapachowe.Źródło światła prawdopodobnie również służy jako sygnał, dlatego nie należy zmieniać jego położenia pomiędzy próbami. Delikatnie wyjmij mysz testową z klatki, trzymając ją za ogon, i umieść ją w centrum aparatury. Następnie niezwłocznie rozpocznij pomiar czasu potrzebnego myszy na znalezienie wyjścia.Jeśli mysz wejdzie do otworu kończącego i nie powróci samoczynnie do labiryntu po 20 sekundach, nie należy przerywać próby. Zamiast tego należy ręcznie skierować mysz z powrotem do centrum labiryntu i pozwolić jej ukończyć próbę. Jeśli po trzech minutach mysz nie opuści labiryntu, próbę należy ocenić jako nieudaną, a czas zarejestrować jako trzy minuty.Następnie ręcznie, ostrożnie prowadź zwierzę najprostszą drogą do wyjścia. Po dotarciu do skrzynki ucieczkowej pozwól myszy pozostać w niej przez jedną minutę. Następnie przenieś ją z powrotem do klatki macierzystej, podczas gdy labirynt jest resetowany.Pomiędzy próbami należy dokładnie zdezynfekować pudło ucieczkowe oraz wyjścia, rozpylając 70% ethanol, aby zapobiec wykorzystywaniu przez mysz starych wskazówek zapachowych do zlokalizowania prawidłowej drogi ucieczki. Można to wykonać bardzo szybko. Następnie należy powtórzyć próbę na tej samej myszy jeszcze dwa razy, tak aby łącznie przeprowadzić trzy kolejne próby.Każdy dzień testowy składa się z trzech prób na jedną mysz. Nie więcej i nie mniej. Oprócz dezynfekcji, należy opróżnić labirynt i wymienić wodę pomiędzy testami z różnymi myszami.Należy upewnić się, że temperatura wody utrzymuje się w zakresie od 12 do 14 stopni Celsjusza. Aby dostosować temperaturę wody z kranu do tego zakresu, należy użyć pojemników z lodem lub chłodniejszej wody. W dniach pomiędzy testami ważne jest upewnienie się, że wskazówki wizualne w labiryncie oraz w przestrzeni wokół niego pozostają niezmienne.Pełny schemat testowania obejmuje pięć kolejnych dni badań, prowadzonych w ten sam sposób. Piąty dzień uznaje się za pomiar retencji pamięci. Jeśli między szóstym a jedenastym dniem nie zostaną przeprowadzone żadne testy, badanie w dwunastym dniu może służyć do pomiaru pamięci długotrwałej.Do zbadania deficytów pamięci przestrzennej zależnych od urazu u myszy poddanych kontrolowanemu uderzeniu kory indukującemu urazowe uszkodzenie mózgu lub operacji pozorowanej wykorzystano radialny labirynt wodny. Operacja TBI została szczegółowo opisana w protokole tekstowym oraz w artykule JoVE autorstwa Romina, Gao i Chena z 2014 roku. W skrócie, uraz wywołano za pomocą uderzenia kory napędzanego solenoidem z trzymilimetrową wypukłą końcówką.Grupy kontrolne (sham) zostały poddane operacji, ale nie zostały poddane działaniu urządzenia. W 35. dniu po zabiegu przeprowadzono opisany schemat testowy. Wszystkie myszy spełniły kryteria testu oceniającego chęć ucieczki z labiryntu.Z tego względu wszystkie zostały uwzględnione w analizie. Wyniki wskazują na wyraźną różnicę między myszami z TBI a kontrolą pozorowaną. Latencja ucieczki była istotnie dłuższa u myszy z urazem w pierwszym dniu treningu oraz w obu dniach testów pamięci.Zatem opisany TBI wpłynął na zdolność zwierzęcia do uczenia się. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobrą wiedzę na temat tego, jak prawidłowo przeprowadzić testy poznawcze, wykorzystując specyficzny dla myszy test poznania przestrzennego. Po opanowaniu tej techniki, przy prawidłowym wykonaniu, badanie może zająć mniej niż 15 minut na zwierzę.Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać, że rozmieszczenie wskazówek wizualnych oraz temperatura wody muszą pozostać niezmienne we wszystkich próbach.

assessing-spatial-memory-impairment-mouse-model-traumatic-brain

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Labirynt wodny Morrisa to zadanie behawioralne służące do badania uczenia się i pamięci zależnej od hipokampa. Jest on szeroko stosowany w badaniach nad neurobiologią, neurofarmakologią oraz zaburzeniami neuropoznawczymi w modelach gryzoni.

Test labiryntu wodnego Morrisa w ocenie deficytów uczenia się i pamięci u myszy w modelu choroby Alzheimera

W tym filmie opisujemy test labiryntu wodnego Morrisa z przeniesieniem platformy, zadanie nawigacyjne używane do badania pamięci roboczej u gryzoni.

Wodny labirynt z przeniesieniem platformy: metoda oceny pamięci roboczej

Ośmioramienny radialny labirynt wodny jest przeznaczony do jednoczesnej oceny wydajności pamięci referencyjnej i roboczej, wymagając od badanych korzystania z dodatkowych wskazówek labiryntowych w celu zlokalizowania platform ewakuacyjnych i zaradzając ograniczeniom zaobserwowanym w projektach labiryntów z promieniowym ramieniem na lądzie.

Wykorzystanie ośmioramiennego radialnego labiryntu wodnego do oceny pamięci roboczej i referencyjnej po uszkodzeniu mózgu u noworodka

Aby zbadać współistniejącą chorobę Alzheimera (AD) i stan udaru w nowym modelu, opisano trzy zadania behawioralne, które oceniają zarówno kontrolę motoryczną, jak i zachowania poznawcze. Zadania te obejmują zadanie chodzenia po belce, zadanie cylindra i labirynt wodny Morrisa.

Uczenie się przestrzenne zależne od motoryki i hipokampa oraz ocena pamięci referencyjnej w transgenicznym szczurzym modelu choroby Alzheimera z udarem mózgu

Ten protokół opisuje użycie zmodyfikowanego labiryntu T do oceny funkcjonalnego uczenia się/pamięci w niedokrwieniu mózgu wywołanym zatrzymaniem krążenia.

Wykorzystanie zmodyfikowanego labiryntu T do oceny wyników pamięci funkcjonalnej po zatrzymaniu krążenia

Tutaj opisany jest protokół do przeprowadzenia testów labiryntu wodnego Morrisa w celu oceny zdolności uczenia się i pamięci myszy modelowych z chorobą Alzheimera oraz oceny wpływu akupunktury manualnej na ich leczenie.

Analiza zdolności uczenia się i zapamiętywania w mysim modelu choroby Alzheimera przy użyciu labiryntu wodnego Morrisa

Urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) jest często kojarzone z zaburzeniami pamięci. W tym miejscu przedstawiamy protokół oceny przestrzennej pamięci roboczej po TBI za pomocą zadania metrycznego. Test metryczny jest przydatnym narzędziem do badania upośledzenia przestrzennej pamięci roboczej po TBI.

Test metryczny do oceny przestrzennej pamięci roboczej u dorosłych szczurów po urazowym uszkodzeniu mózgu

Tutaj prezentujemy model szczura z zamkniętą głową z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu (mTBI) i jego walidację, wykazując niezwykłe podobieństwo do ludzkiego mTBI pod względem objawów behawioralnych podczas ostrych i podostrych etapów.

Szczurzy model łagodnego urazu urazowego z zamkniętą głową i jego walidacja

Ten protokół przedstawia zmodyfikowany mysi model powtarzalnego łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu (rmTBI) wywołanego metodą zamkniętego urazu głowy (CHI). Podejście to obejmuje cieńsze okienko czaszki i płynną stymulację w celu zmniejszenia stanu zapalnego często spowodowanego ekspozycją opon mózgowych, a także lepszą odtwarzalność i dokładność w modelowaniu rmTBI u gryzoni.

Zmodyfikowany mysi model powtarzającego się łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu z przerzedzonym okienkiem czaszki i płynną stymulacją

Większość eksperymentów behawioralnych dla gryzoni została pierwotnie opracowana dla szczurów. Ze względu na różnice behawioralne między szczurami a myszami, czasami wymagane są modyfikacje dla myszy. Przedstawiamy metodę badania przestrzennej pamięci roboczej u myszy, minimalizującą stres podczas zadania pamięci roboczej.

Zadanie związane z przestrzenną pamięcią roboczą dla myszy w półautomatycznym 8-ramiennym labiryncie promieniowym, zmniejszające skojarzenia pamięci lękliwej w labiryncie

Poznaj metodę oceny pamięci przestrzennej w modelu urazowego uszkodzenia mózgu u myszy przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnikiem wodnym. Ta technika umożliwia badanie poznania bez konieczności pływania.

Ocena upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnika wodnego (Wideo) | JoVE Journal

Ocena upośledzenia pamięci przestrzennej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu promienistego labiryntu z bieżnika wodnego

Przeglądaj więcej filmów