Name: Analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu Barnesa i damy w niebezpieczeństwie (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-17T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min
Description: Poznaj metodę oceny pamięci przestrzennej i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu labiryntu Barnesa oraz paradygmatu damy w niebezpieczeństwie. Protokół ten umożliwia badanie wpływu czynników genetycznych i środowiskowych na zachowania społeczne bez stosowania ekstremalnych bodźców stresowych.

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

playerTrialDesktop

My w Hampden-Sydney College wyrażamy uznanie i wdzięczność Seanowi Waldenowi, Zachowi Leitnerowi, Hunterowi Lee i Antonowi Kheiraniemu za ich zaangażowanie w testowanie protokołów dla eksperymentów z labiryntem Barnesa i Damą w Opałach. Chcielibyśmy również podziękować Jamesowi Fosterowi z Randolph-Macon College za budowę labiryntu Barnes oraz Wydziałowi Biologii Randolph-Macon College za udostępnienie przestrzeni do testów.

Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) z Hampden-Sydney College lub Randolph-Macon College (gdzie wcześniej wykonano pewne prace).
1. Podstawowa obudowa myszy
<ol>
	<li>Umieść myszy w plastikowych klatkach z solidnym dnem i bokami oraz warstwą miękkiej ściółki i materiału do gniazdowania, takiego jak rozdrabnianie papieru. Używaj ściółki składającej się z rozdrobnionych kolb kukurydzy lub wiórów drzewnych i upewnij się, że ściółka jest regularnie zmieniana ze względów sanitarnych.</li>
	<li>Zapewnij dostęp do żywności i wody ad libitum. W górnej części plastikowej klatki znajduje się pojemnik na żywność. Dozuj odpowiednio sformułowane granulki pokarmu dla myszy z zasobnika na żywność i zapewnij dozownik wody. Upewnij się, że górna część klatki jest wyposażona w filtr powietrza, który chroni myszy przed zanieczyszczeniami zewnętrznymi.</li>
	<li>Utrzymuj naturalny rytm okołodobowy myszy, przestrzegając 12-godzinnego cyklu światła i ciemności w obiekcie inwentarskim. Przeprowadzaj testy behawioralne o tej samej porze dnia, najlepiej podczas ciemnego cyklu zwierzęcia, na przykład w godzinach wieczornych. 
	UWAGA: Należy zachować ostrożność, aby rozróżnić myszy w obudowie. Dostępne są różne metody rozróżniania myszy, takie jak dziurki w uszy, kolczyki i oznaczenia na ogonie.</li>
</ol>
2. Testowanie labiryntu Barnes: Budowa
<ol>
	<li>Zdobądź okrągłą drewnianą deskę o średnicy 120 cm.</li>
	<li>Wytnij 20 okrągłych otworów (o średnicy 4,5 cm) na obwodzie koła. Umieść każdy otwór tak, aby znajdował się w odległości 2.5 cm od krawędzi labiryntu i 13 cm od sąsiednich otworów.</li>
	<li>Wygładź powierzchnie i pomaluj je na błyszczący biały kolor (zalecany jest jasny kolor).</li>
	<li>Wyznacz jedną stronę planszy labiryntu do włożenia małych haczyków na kubki w odległości około 2-3 cm od każdego z 20 otworów i umieść dwa haczyki na każdy otwór (po jednym po każdej stronie każdego otworu).</li>
	<li>Użyj płytkich czarnych (plastikowych) krążków do zakrycia otworów z boku labiryntu haczykami. Użyj haczyków, aby przymocować grube gumki, aby przytrzymać krążki na dnie labiryntu.</li>
	<li>Bezpiecznie zamontuj labirynt Barnes 120 cm nad ziemią, z dala od innych podobnie wysokich obiektów, takich jak stoły czy krzesła. Pudełko lub stołek może być użyty do podparcia środka labiryntu.</li>
	<li>Umieść duże białe plakaty z jednym kształtem na każdej ścianie (trójkąt, koło i krzyż) jako dodatkowe wskazówki labiryntu po 3 stronach labiryntu. Utrzymuj plakaty na ścianach wokół labiryntu dla każdej próby.</li>
	<li>Po ostatniej stronie labiryntu ustaw solidną czarną kurtynę, aby ukryć obserwatorów, aby dane mogły być rejestrowane dokładnie, bez widoczności badaczy dla myszy w labiryncie.</li>
	<li>Zawieś kamerę wideo nad areną, aby zobaczyć z lotu ptaka całą powierzchnię labiryntu.</li>
	<li>Oczyść każdą powierzchnię labiryntu (w tym czarne dyski i pudełko na tarczę) wodą, a następnie 70% roztworem etanolu przed i po każdej próbie na myszy.</li>
	<li>Umieść źródło światła o mocy 100 W w odległości 25 cm od środka labiryntu (włącz/wyłącz na początku/na końcu próby) i upewnij się, że dyski i haki są skierowane do podłogi. 
	UWAGA: Wszystkie inne górne światła w pomieszczeniu powinny być wyłączone podczas testowania. Zaleca się dodanie ultradźwiękowego generatora hałasu zawieszonego obok światła o mocy 100 W. Włącz/wyłącz ją na początku/na końcu każdej próby.</li>
</ol>
3. Testowanie labiryntu Barnesa: Procedura
UWAGA: Upewnij się, że wszystkie elementy labiryntu są czyszczone wodą i 70% roztworem etanolu przed i po każdej próbie, dając czas na całkowite wyschnięcie przed wznowieniem testów. Upewnij się, że masz przygotowane środki czyszczące, a także liczniki czasu na próby.
<ol>
	<li>Trzymaj wszystkie myszy w grupach, korzystając z niezawodnej metody identyfikacji. Trzymaj myszy poza pomieszczeniem testowym, gdy nie biegają aktywnie po labiryncie. Ma to na celu zapewnienie, że nie zostaną one przedwcześnie poddane działaniu ultradźwiękowej wytwornicy hałasu.</li>
	<li>Z myszami należy się obchodzić, delikatnie podnosząc je i trzymając od nasady ogona, trzymając łapy na dłoni.</li>
	<li>W celu treningu niech myszy biegają po labiryncie codziennie raz dziennie przez 7 dni z rzędu, aby ocenić uczenie się/przyswajanie. 
	UWAGA: Pojedyncze długoterminowe badanie można przeprowadzić w późniejszym terminie, aby ocenić pamięć/zapamiętywanie. Obecny protokół szkolił dorastające myszy począwszy od 32 dnia po urodzeniu, a długoterminowe badanie przeprowadzono u dorosłych w wieku 4 miesięcy.</li>
	<li>Losowo przypisz każdą mysz do docelowego otworu, z którego będzie korzystać przez cały okres testowy. Otwory mogą być oznaczone jako 1-20 na spodzie labiryntu lub na zewnątrz obwodu labiryntu, gdzie nie są widoczne dla myszy w labiryncie.</li>
	<li>Zastąp przypisany dysk z otworem małym czarnym pudełkiem (23 x 11 cm). Mocno przymocuj go do labiryntu Barnesa za pomocą gumek recepturek połączonych z najbliższymi haczykami. 
	UWAGA: Pole docelowe jest na tyle płytkie, że mysz może łatwo do niego wejść lub zawiera stopień, aby mysz nie musiała do niego wskakiwać.</li>
	<li>Umieść mysz na środku labiryntu pod kubkiem, aby zaaklimatyzować się przez 30 sekund, aż rozpocznie się test. Rozpocznij nagrywanie wideo.</li>
	<li>Włącz świetlisty i ultradźwiękowy generator hałasu. Podnieś kubek za pomocą mechanizmu sznurkowego, aby uniknąć odchylenia początkowego kierunku zwierzęcia. Uruchom minutnik i usiądź za kurtyną, aby obserwować.</li>
	<li>Po wejściu myszy do otworu docelowego zakryj otwór tym samym nieprzezroczystym kubkiem, który był używany na początku próby lub segregatorem i wyłącz ultradźwiękowy generator dźwięków. Jeśli mysz nie weszła do celu po upływie 5 minut, zagnij mysz do otworu docelowego.
	<ol>
		<li>Upewnij się, że mysz wchodzi do otworu. Gdy mysz znajdzie się w polu docelowym, zakryj otwór i wyłącz terkotkę. Pozwól myszy pozostać w polu docelowym przez 1 minutę bez zakłóceń.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Chociaż otwór docelowy pozostanie stały dla każdej myszy przez cały okres treningu, każdego dnia uruchamiaj myszy w losowej kolejności, aby upewnić się, że nie podążają za żadnymi wskazówkami/zapachami pozostawionymi przez poprzednią mysz.</li>
</ol>
4. Testowanie labiryntu Barnesa: analiza danych
<ol>
	<li>Podczas prób labiryntu Barnesa zapisz następujące dane czasowe: całkowity czas spędzony w labiryncie, czas znalezienia celu i czas wejścia do otworu docelowego, jeśli cel zostanie wprowadzony.</li>
	<li>Śledź ogólny ruch myszy, aby określić liczbę błędów (liczbę nieprawidłowych zbadanych otworów) przed i po znalezieniu celu. Zapisz również odległość od dołka docelowego do pierwszego zbadanego dołka (odległość jest mierzona w liczbie otworów dalej), wraz z wszelkimi godnymi uwagi zachowaniami podczas pielęgnacji.</li>
	<li>Śledź ruchy każdego zwierzęcia na kartce papieru ze schematem labiryntu podczas każdej próby i używaj go do analizy strategii wyszukiwania, a także określ liczbę, które zostały zbadane w kwadrancie naprzeciwko celu. Użyj analizy wideo, aby potwierdzić ścieżki.</li>
</ol>
5. Testowanie dam w opałach: Budowa komory krępującej
<ol>
	<li>Wytnij przezroczysty cylinder na długość równą 3/4 długości samicy myszy od podstawy ogona do czubka nosa. Upewnij się, że wymiary cylindra są takie, aby mysz umieszczona w środku nie mogła się obrócić. 
	UWAGA: Ścinamy stożkowy koniec stożkowej rurki o pojemności 50 ml, aby uzyskać rurkę o długości 4 cm dla 1-miesięcznych myszy i rurkę o długości 8 cm dla 4-miesięcznych myszy.</li>
	<li>Zakryj oba końce cylindra w taki sposób, aby jedną z nasadek można było zdjąć i ponownie założyć. Przebij 3-4 otwory, każdy o długości około 0,5 cm, w każdej nasadce. Upewnij się, że otwory są wystarczająco duże, aby umożliwić dotykanie nosem myszy i oddychanie12. 
	UWAGA: Alternatywnie można użyć urządzenia do krępowania myszy podczas pobierania krwi.</li>
</ol>
6. Testy dam w opałach: Przygotowanie areny
<ol>
	<li>Upewnij się, że arena jest nieprzezroczystym plastikowym kwadratowym pudełkiem topless o wymiarach 38 x 38 cm ze ściankami 19 cm. Wypełnij go równomiernie ściółką kukurydzianą do wysokości około 2,5 cm. 
	UWAGA: Ściółka z kolb kukurydzy ułatwia wykrywanie zdarzeń związanych z kopaniem.</li>
	<li>Zawieś kamerę wideo nad areną, aby cała arena była widoczna.</li>
</ol>
7. Testy dam w opałach: eksploracyjna miara zachowania
<ol>
	<li>Umieść zamkniętą i pustą komorę stresu na środku areny.</li>
	<li>Rozpocznij nagrywanie z zawieszoną kamerą.</li>
	<li>Wybierz mysz męską. Jeśli myszy są oznaczone w celu identyfikacji, zanotuj tożsamość tego samca; Jeśli nie, oznacz tę myszkę, aby można ją było odróżnić po powrocie do klatki.</li>
	<li>Delikatnie umieść męską mysz pod kubkiem w lewym dolnym rogu areny. Po 30 sekundach wyjmij kubek za pomocą mechanizmu sznurkowego.</li>
	<li>Pozwól myszy na eksplorację przez 10 minut, uważając, aby nie znajdować się poza jej polem widzenia podczas nagrywania. Pod koniec 10 minut usuń mysz z areny i umieść ją w klatce na następne 5 minut12.</li>
	<li>Zatrzymaj nagrywanie i zapisz plik wideo z odpowiednim identyfikatorem.</li>
</ol>
8. Testy dam w opałach: miara reakcji społecznej
<ol>
	<li>Użyj tej samej areny i konfiguracji nagrywania, co w miarę zachowania eksploracyjnego.</li>
	<li>Wybierz mysz płci żeńskiej. Jeśli myszy są oznaczone w celu identyfikacji, zanotuj tożsamość tej samicy; Jeśli nie, oznacz tę mysz, aby można ją było odróżnić po powrocie do klatki. 
	UWAGA: W zależności od pytania badawczego można użyć rodzeństwa z miotu, partnera z klatki lub myszy nowatorskiej. Jeśli przeprowadzanych jest wiele prób, należy zachować typ zależności we wszystkich badaniach.</li>
	<li>Chwyć samicę myszy delikatnie za podstawę ogona lub, jeśli to konieczne, za pomocą krępowania szyi i opuść ją do komory krępowania. Zamknij otwarty koniec za nim i upewnij się, że nie jest w stanie się obrócić. 
	UWAGA: Rozważ założenie rękawic odpornych na gryzienie, ponieważ samica myszy będzie odporna na wejście do komory krępowania.</li>
	<li>Rozpocznij nagrywanie z zawieszoną kamerą.</li>
	<li>Umieść komorę krępującą z uwięzioną samicą myszy w środku na środku areny empatii i pozwól samicy zaaklimatyzować się przez 10 minut. Uważaj, aby pozostać poza polem widzenia samicy.</li>
	<li>Po tym, jak samica myszy przebywa w komorze krępującej przez 5 minut, umieść oznaczonego samca myszy z powrotem na arenie empatii, używając tego samego procesu, co poprzednio. Pozwól samcowi myszy na dodatkowe 5 minut na zbadanie areny, ponownie uważając, aby pozostać poza polem widzenia myszy.</li>
	<li>Zatrzymaj nagrywanie i zapisz plik wideo z odpowiednim identyfikatorem.</li>
	<li>Pod koniec 5 minut usuń obie myszy z areny i umieść je w klatkach. Wymień ściółkę kukurydzianą i zdezynfekuj zarówno arenę, jak i komorę stresu 70% etanolem12.</li>
</ol>
9. Testy dam w opałach: analiza danych
<ol>
	<li>Można użyć oprogramowania śledzącego, ale wideo można również analizować ręcznie. Gdy plik wideo będzie widoczny na komputerze, nałóż przezroczysty arkusz na ekran i obrysuj kwadrat areny za pomocą markera. Podziel kwadrat areny na dziewięć równych przegródek.</li>
	<li>Przejrzyj dane wideo z pierwszych 5 minut początkowego środka eksploracyjnego. Zapisz liczbę przekroczonych przedziałów (aktywność lokomotoryczna/zachowanie eksploracyjne), czas spędzony na środkowym placu areny (awersja do otwartego pola), liczbę epizodów kopania i pielęgnacji oraz liczbę dotknięć pustej komory środkowego krępowania. 
	UWAGA: Punktacja nie jest wykonywana dla drugich 5 minut z 10-minutowej początkowej eksploracji samca, ani dla 10 minut, w których samica jest uwięziona w centralnej komorze pod nieobecność samca.</li>
	<li>Przejrzyj dane wideo z 5 minut pomiaru reakcji społecznej natychmiast po ponownym wprowadzeniu samca na arenę z uwięzioną samicą. Zapisz te same dane, co w przypadku początkowego środka eksploracyjnego, ale dodatkowo zapisz, ile razy samiec myszy dotknął nosa uwięzioną samicą myszy.</li>
</ol>

<ol><li>Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/protocolexchange/protocols/349">Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice.</a> Protocol Exchange. 2007, (2016).</li>
<li>Vorhees, V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+Spatial+Learning+and+Memory+in+Rodents%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+Journal%22%5BJournal%5D)">Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents.</a> ILAR Journal. 55 (2), 310-332 (2014).</li>
<li>Barnes, C. A. <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+%22Journal+of+Comparative+and+Physiological+Psychology%22%5BJournal%5D)">Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat.</a> Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (1), 74-104 (1979).</li>
<li>Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endogenous+anxiety+and+stress+responses+in+water+maze+and+Barnes+maze+spatial+memory+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks.</a> Behavioural Brain Research. 198 (1), 247-251 (2009).</li>
<li>Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+phenotyping+assays+for+mouse+models+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism.</a> Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 490(2010).</li>
<li>Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Empathy+and+pro-social+behavior+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Empathy and pro-social behavior in rats.</a> Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).</li>
<li>Langford, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+modulation+of+pain+as+evidence+for+empathy+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Social modulation of pain as evidence for empathy in mice.</a> Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).</li>
<li>Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+transfer+of+pain+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Social transfer of pain in mice.</a> Science Advances. 2 (10), e1600855(2016).</li>
<li>Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+and+habituation+of+immediate+early+gene+expression+in+rat+brain+by+acute+and+repeated+restraint+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress.</a> Journal of Neuroscience. 14 (10), 5929-5938 (1994).</li>
<li>Watanabe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Empathy+and+reversed+empathy+of+stress+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Public+Library+of+Science+%28PloS%29+One%22%5BJournal%5D)">Empathy and reversed empathy of stress in mice.</a> Public Library of Science (PloS) One. 6 (8), e23357(2011).</li>
<li>Portfors, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Types+and+functions+of+ultrasonic+vocalizations+in+laboratory+rats+and+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46 (1), 28-34 (2007).</li>
<li>Houlé, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+ethanol+exposure+during+late+mouse+neurodevelopment+results+in+long+term+deficits+in+memory+retrieval%2C+but+not+in+social+responsiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness.</a> Brain and Behavior. , (2017).</li>
<li>Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+ultrasound+in+laboratories+and+animal+houses%3A+A+possible+cause+for+concern+in+the+welfare+and+use+of+laboratory+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Laboratory+Animals%22%5BJournal%5D)">Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals.</a> Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).</li>
<li>Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetics+of+mouse+behavior%3A+Interactions+with+laboratory+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment.</a> Science. 248, 1670-1672 (1999).</li>
<li>Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+shortened+Barnes+maze+protocol+reveals+memory+deficits+at+4-months+of+age+in+the+triple-transgenic+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease.</a> PloS One. 8 (11), (2013).</li>
<li>Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+prenatal+cocaine+on+Morris+and+Barnes+maze+tests+of+spatial+learning+and+memory+in+the+offspring+of+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology+and+Teratology%22%5BJournal%5D)">Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice.</a> Neurotoxicology and Teratology. 22 (4), 547-557 (2000).</li>
<li>Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+and+nonspatial+escape+strategies+in+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze.</a> Learning and Memory. 13 (6), 809-819 (2006).</li>
<li>O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning%2C+memory+and+search+strategies+of+inbred+mouse+strains+with+different+visual+abilities+in+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze.</a> Behavioural Brain Research. 216 (2), 531-542 (2011).</li>
<li>Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3197404/">Assessment of social interaction behaviors.</a> Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Labirynt Barnesa i eksperymenty z damą w niebezpieczeństwie są niedrogimi, szybkimi i stosunkowo łatwymi sposobami oceny uczenia się przestrzennego, aktywności lokomotorycznej i zachowań prospołecznych u myszy. Inne zalety to brak jawnych stresorów, bólu lub ograniczeń żywieniowych dla zwierzęcia. Podobnie jak w przypadku większości paradygmatów uczenia się/pamięci, wadą labiryntu Barnesa jest liczba prób wymaganych do tego, aby zwierzęta nauczyły się, gdzie znajduje się docelowa i weszły do niej.
<p class="jove_cont...

Celem tego protokołu jest pomiar przestrzennego uczenia się i pamięci u myszy za pomocą labiryntu Barnesa, a także reakcji społecznej i lokomocji przy użyciu paradygmatu Damsel-in-Distress. Powszechnie stosowane testy uczenia się przestrzennego i pamięci u gryzoni obejmują labirynt ramienia promieniowego, który mierzy zdolność myszy do znajdowania ukrytego pożywienia w jednym ramieniu wieloramiennego aparatu, oraz labirynt wodny Morrisa, który umieszcza mysz w dużej wannie lub kałuży wody i ocenia, ile czasu zajmuje znalezienie ukrytej podwodnej platformy. Zazwyczaj trening dla tych paradygmatów obejmuje wiele prób i pozwala na pomiar zarówno wskaźników przyswajania wiedzy, jak i zapamiętywania poprzez próby pamięci krótkotrwałej i długotrwałej.
Chociaż labirynt z ramieniem promieniowym i labirynt wodny Morrisa są niezawodnymi sposobami testowania pamięci u gryzoni, stanowią one komplikacje dla niektórych badaczy. Oba labirynty wykorzystują deprywację lub silne bodźce awersyjne jako wzmocnienie1. Labirynt z ramieniem promieniowym wykorzystuje deprywację żywności, aby zapewnić, że gryzonie są odpowiednio zmotywowane do znalezienia nagrody w postaci jedzenia. W labiryncie wodnym Morrisa skutki stresu wywołanego wymuszonym pływaniem mogą zmienić wyniki w klasie myszy<sup="xref">2.
Labirynt Barnesa to alternatywne zadanie z zakresu świadomości przestrzennej, które wymaga od gryzoni nauczenia się położenia, aby uciec z jasnej, otwartej powierzchni labiryntu3. Następnie stosuje się słabą stymulację awersyjną (światło lub dźwięk), aby zwiększyć prawdopodobieństwo, że myszy uciekną z platformy. Labirynt Barnesa nie wymaga deprywacji pokarmu, więc ilość przygotowania zwierząt jest mniejsza niż w labiryncie z ramieniem promieniowym. Może być stosowany bez konfliktu przez badaczy, którzy badają zachowania lub cząsteczki związane z jedzeniem, regulacją hormonalną lub szlakami podwzgórza.
Labirynt Barnesa ma również przewagę nad labiryntem wodnym Morrisa. Jest mniej stresujący niż labirynt wodny Morrisa, powodując mniej podwyższony poziom kortykosteronu u myszy4. Ponadto jest znacznie prostszy w montażu i wymaga mniej dedykowanego miejsca podczas procedury testowania i przechowywania.
Test Damsel-in-Distress to prosty dwuczęściowy eksperyment, który może ocenić aktywność lokomotoryczną, a następnie zachowania prospołeczne. Test Damsel-in-Distress ma na celu ocenę zachowań eksploracyjnych i reakcji społecznej samca gryzonia w odpowiedzi na uwięzioną samicę gryzonia. Powszechnie stosowaną metodą oceny towarzyskości (a także preferencji dla nowości społecznych) jest użycie trzykomorowego testu towarzyskości Crawleya, który ocenia wolny wybór myszy do spędzania czasu w pobliżu lub z dala od innych myszy5.
Podobnie jak w trzykomorowym teście towarzyskości Crawleya, test Damsel-in-Distress również mierzy wolny wybór dotyczący sposobu spędzania czasu w obecności innej myszy, ale dostarcza również pomiarów dla głębszych aspektów funkcjonowania społecznego: 1) W teście Damsel-in-Distress, uwięziona samica myszy jest trzymana w środku otwartego pola, więc potencjalna niechęć samca do otwartego pola jest przeciwstawiana jego popędowi do eksploracji społecznej. Zbadaj zestresowaną samicę współplemieńca. 2) Model Damsel-in-Distress zapewnia również sposób oceny zachowań prospołecznych i empatycznych w odpowiedzi na uwięzioną mysz, co nie było często badane u myszy.
Empatia zwierzęca jest zdecydowanie zauważalna i mierzalna, chociaż nie ma wielu paradygmatów do tego celu. Na przykład u szczurów uwięziony partner w klatce może wywołać stan motywacji prospołecznej, w którym szczury będą pracować, aby uwolnić uwięzione zwierzę. W rzeczywistości szczury zdecydują się pomóc uwięzionemu zwierzęciu jeszcze przed otwarciem podobnego pojemnika zawierającego czekoladową przekąskę, a następnie uzyskają dostęp do czekolady i podzielą się nią z nowo uwolnionym rat6.
Miary empatii u myszy zazwyczaj obejmują zadawanie bólu; rzeczywiście, myszy, które obserwują inne myszy w bólu, same są bardziej wrażliwe na ból7,8. Stres związany z powściągliwością jest zjawiskiem charakteryzowanym u gryzoni i został połączony z szokiem w celu zbadania reakcji na stres, jako jedna z miar empatii u myszy9,10.
Istnieją względy etyczne związane z wywołanym bólem lub szokiem, więc potrzebne są alternatywy wywołujące stres. Opracowaliśmy paradygmat damy w niebezpieczeństwie jako miarę empatycznego zachowania przy braku leczenia bólu lub wstrząsu. Myszy uwięzione w naszym protokole Damsel-in-Distress wykazują wyraźne oznaki niepokoju już po kilku chwilach, ponieważ nie są w stanie obrócić się w małym pojemniku, ale są nietknięte, dając innym myszom możliwość zareagowania na ich niepokój.
Aby rozpocząć ocenę Damy w Opałach, samiec myszy jest umieszczany na dużej nowej arenie, zawierającej mały pusty centralny cylinder. Zachowania eksploracyjne są rejestrowane przez kilka minut, w tym ile sekcji areny jest przekraczanych i ile czasu spędza się na centralnej otwartej przestrzeni. Metoda ta zapewnia szybki i łatwy sposób na wykluczenie deficytów lokomotorycznych jako potencjalnego czynnika zakłócającego w sytuacji uczenia się, która wymaga skoordynowanych ruchów do pomyślnego ukończenia. Stanowi również podstawową miarę tego, jak duża jest awersja do otwartego pola środkowego. Oba środki mogą mieć wpływ na wydajność labiryntu Barnesa.
Po wstępnej eksploracji, samiec jest usuwany z areny, a samica myszy jest umieszczana w zamkniętym, małym, przezroczystym centralnym cylindrze (podobnym do tego, którego używa się do pobierania krwi od myszy). Następnie oryginalny samiec myszy jest ponownie wprowadzany na arenę, a zachowanie eksploracyjne jest ponownie oceniane. Paradygmat damy w niebezpieczeństwie ocenia, czy mysz jest zainteresowana interakcją społeczną na podstawie zmian we wzorcach zachowań, gdy obecna jest uwięziona samica (oceniane na podstawie czasu spędzonego na środkowym kwadracie i liczby epizodów kopania) oraz czy mysz wykazuje zachowanie prospołeczne w stosunku do uwięzionej samicy (oceniane na podstawie liczby badań cylindra i zdarzeń kontaktowych z uwięzioną samicą). Test Damsel-in-Distress może być wykorzystany do pomiaru skłonności do nowości społecznych (podobnie jak trzykomorowy test towarzyskości Crawleya) w zależności od tego, czy badacze złapią w pułapkę znajomą, czy nową mysz.
Razem, eksperymenty z labiryntem Barnesa i Damą w Niebezpieczeństwie pozwalają na dokładną ocenę zdolności uczenia się myszy i reakcji społecznej przy braku wyjątkowo stresujących bodźców. Podobnie jak w przypadku wszystkich testów behawioralnych, eksperymenty te powinny być przeprowadzane z dużą wrażliwością na doświadczenia zwierząt, minimalizując dyskomfort odczuwany przez zwierzę.
Podobnie jak w przypadku większości labiryntów, różnice w aktywności lokomotorycznej mogą wpływać na wydajność labiryntu Barnesa, dlatego badacze powinni również oceniać aktywność lokomotoryczną, zwłaszcza podczas korzystania z labiryntu Barnesa do oceny uczenia się u myszy z mutacjami, które mogą upośledzać ruch (takich jak te znalezione w mysich modelach choroby Huntingtona, lub te narażone na toksyny, które mogą wywoływać nadpobudliwość lub opóźniać ruchy, takich jak etanol). Ponadto powierzchnie labiryntu i komór powinny być dokładnie oczyszczone, a ściółka zmieniona między każdym zwierzęciem, aby uniknąć zakłóceń zapachowych.
Co ważne, wszystkie materiały mogą być wytwarzane na miejscu przy minimalnych nakładach finansowych, a niewielki fizyczny ślad tych testów oznacza, że te eksperymenty mogą być replikowane w prawie każdym otoczeniu, co pozwala na dużą elastyczność. Ten rodzaj dostępności pozwala na prowadzenie rzetelnych badań naukowych w mniejszych instytucjach o ograniczonych zasobach lub w sytuacjach, w których konieczne jest szybkie zebranie danych pilotażowych w przypadku braku znaczącego wsparcia.

<table><tbody><tr><td>damsel-in-distress</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>50 mL rurka stożkowa</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-432-22</td><td>Będzie działać każda marka stożkowej rurki 50 ml</td></tr><tr><td>Gumki</td><td>Sprano Marka</td><td>n/a</td><td>Rozmiar 62, służące do przytrzymywania nasadek przytrzymanych do młotka ze sklejki</td></tr><tr><td></td><td>Grainger</td><td>6R252</td><td>Każdy standardowy młotek będzie działał</td></tr> z <tr><td>gwoździem (rozmiar 8D)</td><td>Grainger</td><td>4NFE3</td><td>Paznokcie o podobnej wielkości powinny działać równie dobrze</td></tr><tr><td>nieprzezroczyste, topless plastikowe pudełko</td><td>AcmePlastics</td><td>CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025</td><td>Nieprzezroczyste tworzywo sztuczne, przycięte na wymiar (30 cm dł. x 19 cm szer. x 3-6 cm wys.). Można dodać stopień, aby zapewnić nie więcej niż 3,5 cm głębokości wejścia dla myszy.&nbsp;</td></tr><tr><td>kamera wideo (smartfon)</td><td>Nie dotyczy</td> Nie <td>dotyczy</td><td>Każdy smartfon wyposażony w aparat fotograficzny będzie działał</td></tr><tr><td>rękawice odporne na gryzienie</td><td>Kent Scientific GLVDYN02</td><td></td><td>Każda marka oferująca odpowiednią</td></tr><tr><td>przezroczystość ochronną arkusz</td><td>Zszywki</td><td>954145</td><td>Każda marka przezroczystego arkusza z tworzywa sztucznego będzie działać, używana do nacinania&nbsp;</td></tr><tr><td>Barnes Maze</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Petri Dish</td><td>Corning</td><td>353025</td><td>Malowane natryskowo i używane jako osłony otworów w labiryncie Barnesa</td></tr><tr><td>Sklejka (3/4 cala)</td><td>LP Building Products</td><td>22487</td><td>Do budowy labiryntu Barnesa</td></tr><tr><td>Farba w sprayu</td><td>Krylon</td><td>1274937</td><td>Służy do malowania czapek szalek Petriego, biała farba służy do malowania sklejki</td></tr><tr><td>Haczyki na kubki (5/8 cala)</td><td>Ace Hardware</td><td>5360615</td><td>2 używany po obu stronach powierzchni otworów brzusznych; Gumka owija się wokół haczyków, aby płasko przytrzymać nasadkę</td></tr><tr><td>Tablica plakatowa</td><td>Creatology</td><td>n/a</td><td>Używany na krawędziach labiryntu jako dodatkowe wskazówki</td></tr><tr><td>Żarówki</td><td>Phillips</td><td>n/a</td><td>Żarówka 100W, używana podczas prób</td></tr><tr><td>Gumki recepturki</td><td>Sprano Marka</td><td>n/a</td><td>Rozmiar 62, używane do utrzymywania nasadek przytrzymanych do sklejki</td></tr><tr><td>Ultradźwiękowy generator hałasu</td><td>Victor mini PestChaser</td><td>M753SN</td><td>Używany jako awersyjny bodziec</td></tr></tbody></table>

analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu barnesa i damy w niebezpieczeństwie

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

Labirynt Barnesa jest niezawodnym miernikiem przestrzennego uczenia się i pamięci, który nie wymaga ograniczeń żywieniowych ani ekspozycji na ekstremalnie stresujące bodźce. Labirynt Barnesa może również oceniać inne zachowania myszy, takie jak ogólna motywacja do ucieczki z platformy labiryntu i zachowania eksploracyjne. Labirynt Barnesa może zmierzyć, czy mutacja genetyczna lub zmienna środowiskowa może wpływać na nabywanie i przechowywanie wspomnień przestrzennych, a także dostarczyć informacji na temat strategii wyszukiwania stosowanej przez myszy. Tutaj używamy labiryntu Barnesa do wykrycia deficytu pamięci u dorosłych myszy po pojedynczym zdarzeniu rozwojowym ekspozycji na etanol. Nowo opisany paradygmat damy w opałach, wystawia samca myszy na kontakt z samicą myszy uwięzioną w komorze w otwartym środkowym polu areny. Daje to myszowi możliwość społecznego reagowania na uwięzioną samicę i wykazywania zachowań prospołecznych. Paradygmat damy w niebezpieczeństwie może być również wykorzystany do badania zachowania myszy na nowej arenie i pomiaru aktywności lokomotorycznej. Zarówno protokoły Barnes Maze, jak i Damsel-in-Distress wymagają minimalnych inwestycji finansowych, a większość aspektów testów można zbudować ze zwykłych materiałów laboratoryjnych. Te elastyczne i dostępne narzędzia mogą być również wykorzystywane do wykrywania zmian w zachowaniu w trakcie rozwoju.

Labirynt Barnesa
Aby zilustrować zastosowanie labiryntu Barnesa, zbadaliśmy, czy pojedyncza wczesna ekspozycja na etanol powoduje różnice w uczeniu się w trakcie rozwoju myszy. Myszy C57Bl6/J otrzymały w 6. dobie po urodzeniu dwie iniekcje, w odstępie dwóch godzin, roztworu etanolu w dawce 2,5 g/kg (n = 8) lub soli fizjologicznej (n = 6). Zwierzęta były trenowane w labiryncie Barnesa w okresie adolescen...

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

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie neuronauki behawioralnej dotyczące tego, czy mutacja genetyczna lub zmienna środowiskowa może wpływać na zachowania społeczne lub nabywanie i przechowywanie wspomnień przestrzennych. Głównymi zaletami tych technik jest to, że oba badania można po prostu skonstruować przy minimalnych inwestycjach finansowych i że żaden z protokołów nie wymaga od zwierząt doświadczania ekstremalnych lub stresujących bodźców. Metoda Damsel in Distress może dostarczyć informacji na temat prospołecznych zachowań myszy, ale może być również wykorzystana jako miara empatii w innych organizmach modelowych ssaków.Przed rozpoczęciem procedury testowania labiryntu Barnesa wyczyść wszystkie elementy labiryntu wodą i 70% etanolem. Gdy elementy wyschną, złóż labirynt i losowo przypisz każdą mysz do otworu docelowego, z którego będzie można korzystać przez cały okres testowania. Otwory mogą być oznaczone od jednego do 20 na dnie labiryntu lub na zewnątrz obwodu labiryntu, gdzie nie są widoczne z wnętrza labiryntu.Aby rozpocząć test treningowy, zastąp przypisany krążek z otworami czarnym pudełkiem o wymiarach 23 na 11 centymetrów i użyj gumek i hac

analyzing-spatial-learning-prosocial-behavior-mice-using-barnes-maze

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Ten film pokazuje, jak korzystać z labiryntu Barnesa za pomocą myszy. Procedura testowa Barnes Maze jest stosowana przez naukowców do oceny uczenia się przestrzennego i pamięci u zwierząt laboratoryjnych po wielokrotnych próbach.

Labirynt Barnesa: metoda oceny uczenia się przestrzennego i pamięci u zwierząt laboratoryjnych

Labirynt Barnesa na suchym lądzie jest powszechnie używany do mierzenia zdolności nawigacji przestrzennej w odpowiedzi na łagodnie awersyjne bodźce. W ciągu kolejnych dni poprawia się wydajność (np. opóźnienie w zlokalizowaniu klatki ewakuacyjnej) osób z grupy kontrolnej, co wskazuje na normalne uczenie się i pamięć. Różnice między szczurami a myszami wymagają zmian w aparaturze i metodologii, które zostały szczegółowo opisane tutaj.

Strategie testowania labiryntu Barnesa z małymi i dużymi modelami gryzoni

Celem tego protokołu jest zbadanie poznania przestrzennego u gryzoni. Wodny labirynt z podwójnym H to nowatorski test, który jest szczególnie przydatny do wyjaśnienia różnych elementów uczenia się, konsolidacji i pamięci, a także wzajemnego oddziaływania systemów pamięci.

Labirynt Double-H: solidny test behawioralny do uczenia się i pamięci u gryzoni

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

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

W tym miejscu przedstawiamy protokół testu aktywnego unikania miejsc, zależnego od hipokampa paradygmatu uczenia się przestrzennego przeznaczonego dla gryzoni. Zmiana kluczowych parametrów pozwala na ponowne badanie zwierząt przed i po zabiegach lub w czasie.

Test aktywnego unikania miejsc (APA), skuteczne, wszechstronne i powtarzalne zadanie uczenia się przestrzennego dla myszy

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

Ten artykuł przedstawia protokół dla kontekstowego i podpowiedzianego testu warunkowania strachu przy użyciu systemu analizy wideo do oceny uczenia się strachu i pamięci u myszy.

Kontekstowy i sygnalizowany test warunkowania strachu przy użyciu systemu analizy wideo u myszy

Zapewniony jest protokół korzystania z labiryntu otwartego pola w celu uzyskania dostępu do ogólnej aktywności lokomotorycznej, lęku i emocjonalności w laboratoryjnym modelu myszy.

Wykorzystanie labiryntu otwartego pola do pomiaru zachowań lokomotorycznych i lękowych u myszy

Labirynt Wieży Otwartego Pola (OFTM) to labirynt stworzony do badania behawioralnych i neuronalnych mechanizmów uczenia się przestrzennego (np. uczenia się miejsca lub odpowiedzi) u szczurów. Ten labirynt jest szczególnie przydatny dla eksperymentatorów, którzy chcą wykorzystać bezstresowy paradygmat labiryntu do zbadania uczenia się przestrzennego w swoich badaniach.

Nauka miejsca i reagowania w labiryncie wieży na otwartym polu

Poznaj metodę oceny pamięci przestrzennej i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu labiryntu Barnesa oraz paradygmatu damy w niebezpieczeństwie. Protokół ten umożliwia badanie wpływu czynników genetycznych i środowiskowych na zachowania społeczne bez stosowania ekstremalnych bodźców stresowych.

Analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu Barnesa i damy w niebezpieczeństwie (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów