Name: Zadanie związane z przestrzenną pamięcią roboczą dla myszy w półautomatycznym 8-ramiennym labiryncie promieniowym, zmniejszające skojarzenia pamięci lękliwej w labiryncie (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 24 s
Description: Poznaj metodę oceny przestrzennej pamięci roboczej u myszy w półautomatycznym 8-ramiennym labiryncie promieniowym. Protokół minimalizuje stres zwierząt, zapewniając wiarygodne dane behawioralne do badań nad procesami poznawczymi.

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

Dziękujemy naszym kolegom z Wolfson Institute for Biomedical Research za pomocne dyskusje oraz Davidowi Bannermanowi (University of Oxford) za porady dotyczące zachowania myszy i za przejrzenie wczesnego szkicu artykułu. Dziękujemy również Matthew Grist za wsparcie techniczne i administracyjne. Badania te zostały sfinansowane przez Wellcome Trust [108726/Z/15/Z i 214286/Z/18/Z] oraz Gerald Choa Neuroscience Institute [PJ8425013].

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Pamięć robocza1 to proces poznawczy, który może przechowywać ograniczoną ilość informacji przez krótki czas, podczas gdy jest ona manipulowana i wykorzystywana w planowaniu i wykonywaniu zadań umysłowych, takich jak zapamiętywanie numeru telefonu lub trasy do miejsca docelowego z innego miejsca. Jest to ściśle związane z inteligencją płynną, czyli zdolnością do szybkiego rozumowania i abstrakcyjnego myślenia. Uważa się, że trening pamięci roboczej może poprawić inteligencję płynną2. Pamięć robocza ma zatem kluczowe znaczenie dla badań naukowych.
Najpopularniejsze eksperymenty behawioralne na gryzoniach zostały pierwotnie opracowane dla szczurów w latach 80., a obecnie badacze często stosują te protokoły na myszach. Istnieją jednak stałe różnice w zachowaniu między szczurami a myszami3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. Szczególnie radzenie sobie ze strachem jest ważnym czynnikiem, który może wpłynąć na wyniki eksperymentów, ponieważ myszy są bardziej podatne na stres w porównaniu ze szczurami3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. Dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę różnice podczas stosowania tych protokołów u myszy. W naszym protokole staraliśmy się zminimalizować czynniki stresogenne podczas zadania pamięci roboczej w labiryncie ramienia promieniowego. Dokonano tego poprzez staranne wyczucie czasu zamknięć drzwi za pomocą oprogramowania do śledzenia myszy i sterowania labiryntem. Uniknięto również łapania myszy pod koniec sesji w centralnym hubie. Takie podejście pozwoliło myszom wybrać następne ramię bez kojarzenia lokalizacji ze strachem przed złapaniem. Zwlekanie ze schwytaniem myszy do momentu, gdy wszystkie nagrody zostaną zebrane w labiryncie, zapewniało, że ostatnia nagroda nie była związana z doświadczeniem złapania.
Labirynt z lądowym ramieniem promieniowym (RAM) jest popularnym i powszechnie używanym urządzeniem do oceny przestrzennego i nieprzestrzennego uczenia się i pamięci, a także do testowania pamięci roboczej i referencyjnej u gryzoni. Jest to jeden z najpopularniejszych aparatów do uczenia się przestrzennego i zapamiętywania u myszy20,21,22. RAM wykorzystuje naturalną skłonność gryzoni do eksploracji labiryntu, znajdowania nowości i uczenia się informacji przestrzennych na zasadzie prób i błędów, a także do żerowania. Tendencję tę można wzmocnić, ograniczając ich dietę i nagradzając je preferowanym jedzeniem w labiryncie. Obecnie stosuje się kilka wariantów aparatu RAM, np. z 6, 8, 12 lub 16 ramionami i częściowo zamkniętym lub otwartym/podwyższonym aparatem23,24,25. Większość współczesnych protokołów opiera się na protokole Olton et al.20,26, ale używaj prostszych (6- lub 8-ramiennych) labiryntów9,24,27,28,29. Testowanie pamięci roboczej w labiryncie ramion promieniowych (6 lub 8 ramion) jest potężniejsze niż w labiryncie T (2 ramiona), ponieważ zwierzęta mają więcej opcji ramion do zbadania.
Oryginalny RAM został zaprojektowany przez Oltona i Samuelsona20 do oceny uczenia się przestrzennego i pamięci u szczurów za pomocą przynęt pokarmowych dla pozytywnego wzmocnienia, w przeciwieństwie do labiryntów wodnych, takich jak labirynt wodny Morris i 8-ramienny radialny labirynt wodny, które wykorzystują negatywne wzmocnienie, tj. zanurzenie w wodzie20,30,31,32. Olton i Samuelson20stwierdzili, że szczury mają doskonałe wspomnienia z miejsc, gdy przechodzą przez pamięć RAM. Wykazali, że hipokamp bierze udział w przetwarzaniu informacji przestrzennych. W związku z tym wprowadzili koncepcję systemu podwójnej pamięci, składającego się z pamięci roboczej i referencyjnej u gryzoni. Ten system podwójnej pamięci został wcześniej zasugerowany przez Honig36 na podstawie eksperymentów z gołębiami. Olton i in. odkryli, że funkcja hipokampa jest niezbędna dla pamięci roboczej. Osiągnięto to poprzez wykonanie zmian w obszarze śródwęchowym, ciele fimbrii-fornix, przed hipokampem, przegrodą lub sklepieniem postcommissuralnym, aby zakłócić każde z głównych połączeń włókien zewnętrznych formacji hipokampa26,33,34,35. Zmiany w otworze i fimbrii nie wpływały na pamięć referencyjną26. 
W nowoczesnych protokołach, zwierzęta są przyzwyczajane do środowiska, pozwalając im swobodnie eksplorować labirynt przez 10-15 minut dziennie przez 3 kolejne dni, po czym następuje trening labiryntu przez 1-3 tygodnie z preferowanym jedzeniem na końcu wszystkich ramion lub ustalonym wybranym ramionom, testując pamięć roboczą lub pamięć roboczą i pamięć odniesienia w tym samym eksperymencie, odpowiednio9,29,37.
Często te protokoły nie są w pełni opisane, a różnice behawioralne między szczurami a myszami nie są dobrze przemyślane. Tutaj szczegółowo przedstawiamy nasz protokół i doświadczenie, zwłaszcza jak uniknąć kojarzenia przerażających doświadczeń z miejscami i czasem w oparciu o różnice w radzeniu sobie ze strachem między szczurami a myszami. Ten protokół jest przeznaczony dla naukowców, którzy chcą badać przestrzenną pamięć roboczą i stosować ją do elektrofizjologii, obrazowania w czasie rzeczywistym i histologii przy użyciu myszy.

<table><tbody><tr><td>Kleszcze tętnicze lub szczypce</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy Do</td><td>cięcia standardowej karmy</td></tr><tr><td>C57BL/6J myszy</td><td>laboratoryjne Jackson</td><td>000664</td><td>2 ~ 3 miesiące</td></tr><tr><td>Mleko skondensowane (goździk)</td> <td>Nestle</td><td>Nie dotyczy</td><td>Używane jako nagroda w zadaniu</td></tr><tr><td>Woda destylowana</td><td>Dowolna</td><td>nie dotyczy</td><td>Do czyszczenia i rozcieńczania mleka skondensowanego</td></tr><tr><td>EthovisionXT13&nbsp;</td><td>Noldus</td><td>N/A Kontroluj</td><td>drzwi labiryntu i mysz śledzącą</td></tr> <tr><td>- Moduł wielu punktów ciała</td><td>Noldus</td><td>Nie dotyczy Do</td><td>śledzenia wielu punktów ciała</td></tr> <tr><td>- Próba i Sprzętowy moduł sterujący</td><td>Noldus</td><td>N/A</td><td>na próbę i Kontrola sprzętu</td></tr> <tr><td>- skrzynka I/O</td><td>Noldus</td><td>N/A Kontroluj</td><td>drzwi labiryntu</td></tr><tr><td>Dodatkowe wskazówki wizualne Extramaze</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do mapowania labiryntu przez myszy</td></tr><tr><td>Kamera o wysokiej rozdzielczości</td><td>Tracksys</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do śledzenia i filmowania myszy</td></tr><tr><td>Pędzel</td><td>Dowolny</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do czyszczenia</td></tr><tr><td>Tunel papierowy</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do obsługi myszy</td></tr><tr><td>Papierowe igloo</td><td>Dowolna</td><td>N/A</td><td>Do zagnieżdżania</td></tr><tr><td>Papierowe paski</td><td>Dowolny</td> Nie <td>dotyczy</td><td>Do zagnieżdżania</td></tr><tr><td>Pipetman P1000&nbsp;</td><td>Gilson</td><td>F144059M</td><td>Do dostarczania rozcieńczonego mleka skondensowanego do klatki domowej</td></tr><tr><td>Końcówka pipety P1000</td><td>Dowolna</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pipeta P200</td><td>Gilson</td><td>F144058M</td><td>Do nęcenia labiryntu</td></tr><tr><td>Końcówka pipety P200</td><td>Dowolna</td><td>Dowolna</td><td></td></tr><tr><td>Labirynt ramienia promieniowego</td><td>Tracksys</td><td>N/A</td><td>Wykonane na zamówienie</td></tr><tr><td>Lampy pokojowe</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Dla równych Oświetlenie w labiryncie</td></tr><tr><td>Mały plastikowy kubek</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do dostarczania rozcieńczonego mleka skondensowanego do klatki domowej</td></tr><tr><td>Głośniki do białego szumu</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy Do</td><td>odtwarzania białego szumu</td></tr><tr><td>Standardowa chow</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do bibuły z ograniczeniami dietetycznymi</td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy Do</td><td>czyszczenia</td></tr><tr><td>soczewek Verifocal</td><td>Tracksys</td><td>Nie dotyczy</td><td>5-50 mm, ręczne ustawianie ostrości, ręczna przysłona</td></tr><tr><td>Drewniany blok do gryzienia</td><td>Dowolna</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do zagnieżdżania</td></tr><tr><td>probówki wirówkowej 50 ml</td><td>Falcon</td><td>Falcon&trade; 352070</td><td>Do mieszania mleka skondensowanego z wodą destylowaną (1:1)</td></tr></tbody></table>

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

An Appetitive Spatial Working Memory Task for Mice in a Semi-Automated 8-Arm Radial Maze, Reducing Fearful Memory Association in the Maze

Ten artykuł o metodzie szczegółowo opisuje protokół testowania przestrzennej pamięci roboczej u myszy za pomocą półautomatycznego promieniowego 8-ramiennego labiryntu (RAM). RAM jest częściowo zamkniętym aparatem z 8 poziomymi, równomiernie rozmieszczonymi ramionami rozchodzącymi się promieniście z centralnego piasty, z którego dostęp do każdego ramienia może być kontrolowany indywidualnie przez zmotoryzowane drzwi sterowane serwomechanizmem. Zwierzęta zaczynają w centralnym węźle i mogą eksplorować labirynt, aby zdobyć nagrodę w postaci jedzenia na końcu każdego ramienia lub wybranego ramienia. Zadanie pamięci RAM zostało pierwotnie zaprojektowane dla szczurów, ale dostosowaliśmy protokół dla myszy, na przykład poprzez włączenie większej liczby kroków przyzwyczajenia. W naszym protokole wszystkie ramiona są początkowo nęcone słodzonym skondensowanym mlekiem, a myszy są kolejno wpuszczane do czterech pseudolosowo wybranych ramion, aby zebrać nagrody ("wymuszony bieg") przed otwarciem wszystkich drzwi razem, aby umożliwić myszom swobodne bieganie i znalezienie pozostałych czterech nagród ("darmowy bieg"). Między przebiegami wymuszonymi i swobodnymi wprowadza się 5-sekundowe opóźnienie, aby rzucić wyzwanie pamięci roboczej; Błąd jest rejestrowany, jeśli mysz wejdzie w dowolną, wcześniej odwiedzoną broń arm podczas swobodnego biegu. Zadanie jest zakończone, gdy wszystkie nagrody zostaną odzyskane. Po 6 dniach przyzwyczajenia i 9 dniach treningu w labiryncie samce myszy C57BL/6 regularnie osiągają ≥ 80% dziennego wskaźnika sukcesu, zdefiniowanego jako 4/(4+E), gdzie E to liczba błędów. To półautomatyczne zadanie można w zasadzie połączyć z metodami monitorowania in vivo, takimi jak elektrofizjologia, mikroskopia wielofotonowa lub obrazowanie wapnia.

Niniejszy protokół został wykorzystany w naszej poprzedniej publikacji, w której badaliśmy, czy nowe oligodendrocyty i osłonki mielinowe są niezbędne do wykonania zadań związanych z pamięcią operacyjną w przestrzeni, wykorzystując myszy MyRF cKO oraz grupę kontrolną50. Stwierdziliśmy, że wyniki w zadaniu pamięci operacyjnej uległy poprawie u myszy kontrolnych, ale nie u myszy MyRF cKO. Zadanie pamięci operacyjnej stymulowało i promowało proliferację i różnicowanie komórek prekursorowych oligodendrocytów (OPCs) oraz mielinizację oligodendrocytów (OL) w obszarach mózgu związanych z przetwarzaniem pamięci operacyjnej u myszy typu dzikiego. Przeprowadziliśmy również zadanie naprzemienne z nagrodą w labiryncie T (T-maze rewarded alternation task), aby ocenić pamięć operacyjną w przestrzeni. Zadanie to wykonano w celu wykrycia deficytów pamięci operacyjnej u myszy MyRF cKO. Jednak w analizie histologicznej nie zaobserwowano istotnych różnic między grupą myszy, która wykonywała zadanie naprzemienne w labiryncie T, a grupą kontrolną przebywającą w klatkach domowych. W związku z tym stwierdziliśmy, że przedstawiony tutaj protokół jest skuteczniejszy w badaniu pamięci operacyjnej niż zadanie naprzemienne z nagrodą w labiryncie T.
Każda mysz przechodziła 6 prób zadania pamięci operacyjnej dziennie, które łącznie trwały jedną godzinę. W związku z tym protokół ten pozwalał na włączenie maksymalnie 8 myszy do jednej kohorty. W pierwszych dniach habituacji myszy spędzały nierówną ilość czasu w ramionach labiryntu, a ich ruchy były powolne. Pozostawały one na końcach ramion przez długi czas. Do końca 5. dnia habituacji w labiryncie spędzały one zmiżny czas w ramionach i mogły powrócić do centralnego węzła bez dotknięcia nagród (Rycina 3A). Jednak w szóstym dniu zwierzęta weszły do każdego ramienia co najmniej raz w ciągu 8-15 min i spędziły w każdym ramieniu podobny czas, co wskazało, że zwierzęta zostały przyzwyczajone do labiryntu i są gotowe do wykonania zadania (Rycina 3A, dzień 6 dolny rząd oraz Rycina 3B).
Podczas etapów habituacji zwierzęta często stawały na tylnych kończynach i spoglądały w górę z ramion lub centralnego węzła. Podobne zachowanie obserwowano podczas zadania pamięci roboczej, jednak myszy niekoniecznie poruszały się w tym samym kierunku (np. 2 -&gt; 3-&gt; 5 -&gt; 8 [zgodnie z ruchem wskazówek zegara] lub 8 -&gt; 5 -&gt; 3 -&gt;2 [przeciwnie do ruchu wskazówek zegara]). Mogły one zmieniać swój kierunek (np. 5 -&gt; 4 -&gt; 6 -&gt; 1). U poszczególnych myszy nie zaobserwowano wyraźnej wspólnej tendencji do wyboru określonej sekwencji ramion. Myszy miały tendencję do spędzania nieco więcej czasu na wyborze ostatniego nagrodzonego ramienia niż pierwszego nagrodzonego ramienia podczas swobodnego biegu. Prawdopodobnie wynikało to z faktu, że przy pierwszym wyborze w swobodnym biegu miały cztery dostępne opcje, a przy ostatniej nagrodzie tylko jedną opcję. Pierwsze ramię w fazie wymuszonego biegu było prezentowane myszom co najmniej 50 (15+15+15+5) s przed rozpoczęciem swobodnego biegu. W związku z tym to zadanie pamięci roboczej nie było łatwe do wykonania bez błędów pamięci roboczej. Wideo uzupełniające 1 przedstawia mysz wykonującą idealną próbę ósmego dnia treningu zadania pamięci roboczej.
Stosując dowolny z systemów punktacji, stwierdziliśmy, że ich wyniki były niemal stałe przez pierwsze 3 dni 9-dniowego okresu testowania w RAM, lecz uległy znaczącej poprawie po tym czasie (Rycina 4A, B). Po 6 dniach habituacji i 9 dniach treningu w labiryncie, samce myszy C57BL/6 regularnie osiągały od 8 i dnia dzienny wskaźnik sukcesu ≥ 80 %, zdefiniowany jako 4/(4+E), gdzie E oznacza liczbę błędów. Średnia odległość przebyta podczas biegów swobodnych ulegała skróceniu z czasem, natomiast średnia prędkość i przyspieszenie pozostawały w dość stałych wartościach z dnia na dzień (Rycina 4C-F). Myszy mogły wykształcić pamięć lękową związaną z byciem złapanymi podczas czterech dodatkowych wizyt w ramionach labiryntu, co mogło być jedną z przyczyn, dla których myszy spędzały więcej czasu pod koniec eksperymentu (Rycina 4G).
W niniejszym protokole etapy habituacji trwały 6 dni, co mogło doprowadzić do dostosowania zegara biologicznego do eksperymentu, nawet jeśli cykl światło/ciemność nie został odwrócony w pomieszczeniu dla zwierząt.
<img alt="Układ labiryntu radialnego do eksperymentów behawioralnych; schemat z modułowymi ramionami, otworem na pokarm i układem laboratorium." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66456/66456fig1.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Specyfikacje i cechy RAM. (A) Widoki labiryntu z zamontowanej na suficie kamery CCD oraz z boku, a także wymiary. (B) Otwór na pokarm został umieszczony 1,5 cm poniżej poziomu podłogi labiryntu, aby myszy nie mogły zobaczyć zawartości z odległości &gt;10 cm. (C) Ustawienie areny labiryntu. Przedstawiono centralny punkt oraz ramiona 1-8. (D) Schemat pomieszczenia eksperymentalnego oraz zewnętrznych wskazówek wizualnych wraz z fotografią pomieszczenia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/66456fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat etapów habituacji; śledzenie zachowania myszy w labiryncie; obejmuje przepływ zadań i warunków." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66456/66456fig2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2: Schematy blokowe programów sterujących labiryntem. (A) Etap habituacji 1 (dni 1 i 2). (B) Etap habituacji 2 (dni 3 i 4). (C) Etap habituacji 3 (dni 5 i 6). (D) Zadanie pamięci roboczej (dni 7-15). (E) Schemat paradygmatu zadania pamięci roboczej. Myszy przechodziły przez cztery pseudolosowo wybrane ramiona biegu wymuszonego, były zatrzymywane w centralnym hubie przez 5 s, a następnie przechodziły do biegu swobodnego w celu zebrania pozostałych nagród. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/66456fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Proces habituacji myszy; eksperyment w labiryncie z wynikami śledzenia ścieżki i tabelą czasu trwania prób." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66456/66456fig3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Mapy ciepła i mapy gniazd ptasich podczas 6-dniowej habituacji. (A) Mapy ciepła trajektorii myszy podczas dni habituacji 1–6 dla trzech myszy. W dniach habituacji 3–6 myszy przechodziły dwie próby dziennie; górne mapy ciepła przedstawiają pierwsze próby, a dolne drugie próby. (B) Mapy gniazd ptasich dla 6. dnia habituacji. Górne trzy mapy przedstawiają pierwsze próby, a dolne trzy drugie próby myszy 1, 2 i 3. Dolna tabela zawiera czasy trwania prób dla tych samych trzech myszy. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/66456fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykresy analizujące wskaźniki behawioralne myszy w ciągu 9 dni: wskaźnik sukcesu, cm, cm/s, cm/s², sekundy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66456/66456fig4.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4: Zadanie RAM oceniające pamięć roboczą. (A) Średni dzienny wskaźnik sukcesu (%), obliczony według wzoru [4/(liczba wejść do ramion podczas wolnego biegu) x 100]. Wyniki z 6 prób uśredniono dla danego dnia. (B) Liczba prób wykonanych perfekcyjnie w ciągu 9 dni zadania. (C) Indywidualne dystanse przebyte oraz średnia. (D) Indywidualne prędkości biegu myszy podczas zadania oraz średnia. (E) Indywidualne przyspieszenia myszy oraz średnia. (F) Indywidualne opóźnienia myszy oraz średnia. (G) Indywidualne i średnie czasy trwania dodatkowych 4 wizyt w ramionach. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/66456fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
Wideo uzupełniające 1: Mysz wykonuje próbę bezbłędną w 8. dniu treningu zadania pamięci roboczej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/Supplementary%20video%20JoVE66456%20Takahiro%20Shimizu%20et%20al.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 1: Przykładowy arkusz rejestracji. Zapisuj sekwencję odwiedzin ramion podczas obserwacji zachowania myszy. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66456/Example%20Recording%20Sheet%20JoVE66456%20Takahiro%20Shimizu%20et%20al.pdf" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>

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

This method paper details a protocol to test spatial working memory in mice using a semi-automated radial 8-arm maze (RAM). The RAM is a partially ...

Większość eksperymentów behawioralnych dla gryzoni jest pierwotnie opracowana dla szczurów. Dzięki niedawnym zaletom inżynierii genetycznej, naukowcy często przeprowadzają eksperymenty behawioralne na myszach, korzystając z protokołów ustalonych dla szczurów. Ze względu na różnice w zachowaniu między szczurami a myszami, czasami trzeba zmodyfikować protokół dla myszy. W tym filmie opisujemy protokół do testowania przestrzennej pamięci roboczej u myszy. Pamięć robocza to proces poznawczy, który może przechowywać ograniczoną ilość informacji przez krótki czas, podczas gdy jest manipulowana i wykorzystywana do planowania i wykonywania zadania umysłowego. Koreluje z pomiarami inteligencji płynnej u ludzi i jest ważna dla uczenia się. Dlatego pamięć robocza jest ważnym przedmiotem badań samych w sobie.

[Instruktor] Ustaw nowe klatki, używając standardowych materiałów do zagnieżdżania do nowego eksperymentu. Umieść nową ściółkę, trociny, papierowy tunel papierowy, papierowe paski gniazdowe i drewniany klocek do gryzienia w nowej klatce. Umieść lej okapu i zamknij pokrywę. Poprowadź mysz do papierowego tunelu, dostarczonego ręcznie w klatce domowej. Delikatnie wyjmij mysz z grupowej klatki za pomocą papierowego tunelu. Połóż mysz na dłoni i trzymaj ją na wysokości klatki piersiowej przez kilka sekund. Możesz też pozwolić myszy wspiąć się na twoją rękę. Nigdy nie podnoś myszy za ogony. Obchodzenie się ze zwierzętami przy minimalnym stresie jest niezbędne w eksperymentach behawioralnych. Ważne jest również przyzwyczajenie myszy do eksperymentatora. Złap mysz przy użyciu tej samej metody obsługi. Umieść mysz na wadze, aby monitorować masę ciała i zapisz jej masę ciała. Po zważeniu włóż mysz do nowej przygotowanej wcześniej klatki. Upewnij się, że nie sprawiasz, że myszy są przestraszone, poruszając się szybko lub wydając duże dźwięki podczas obchodzenia się z myszami. W przeciwnym razie myszy mogą zeskoczyć z wagi lub ręki. Umieść myszy na tym ograniczeniu ilości na tydzień przed ekspozycją na aparat. Kontroluj ilość standardowej karmy, aby zmotywować je do żerowania w labiryncie w poszukiwaniu nagród w postaci jedzenia, którymi jest rozcieńczone, słodzone mleko skondensowane, podczas eksperymentu. Umieść dwa do trzech gramów standardowej karmy w klatce i utrzymuj ich masę ciała między 85 a 90% ich początkowej masy ciała przez cały eksperyment. Również na tym etapie podaj jeden mililitr rozcieńczonego mleka skondensowanego w małym plastikowym kubku w domowej klatce, aby przyzwyczaić do niego myszy. Obserwuj je, jeśli jedzą to przez chwilę, upewniając się, że mysz nie wykazuje neofobii żywieniowej. Powoli przyprowadź myszy do pomieszczenia do testowania zachowania na wózku. Następnie ustaw oświetlenie pomieszczenia, oświetlając centralny hub w katalogu o natężeniu 80 luksów ciepłymi białymi żarówkami i odtwarzaj biały szum o natężeniu 70 decybeli, mierzonym na centralnym hubie. Pozostaw myszy w spokoju przez pięć minut przed rozpoczęciem eksperymentu. Habituacja, etap pierwszy. Sterowanie labiryntem jest ustawione tak, aby mysz mogła eksplorować labirynt z drzwiami obsługiwanymi przez oprogramowanie do śledzenia myszy. Ten etap polega na przyzwyczajeniu myszy do ruchów drzwi i ich dźwięków. Rozpocznij wersję próbną i nagrywanie wideo, klikając przycisk Start w oprogramowaniu, a następnie przyłóż mysz do labiryntu i umieść ją w centralnym koncentratorze. Obserwuj zachowanie myszy. W labiryncie nie ma nagrody w postaci jedzenia. Mysz może odwiedzić dowolne ramię i tyle razy według własnej woli. Drzwi są sterowane bez zakłócania ruchów myszy przez 30 minut. Kontynuuj do upływu 30 minut. Po próbie zbierz mysz w ramię i umieść ją z powrotem w klatce domowej. Wyczyść labirynt dla następnej myszy. Rób to dla każdej myszy po kolei przez dwa dni. Drugi etap arbitrażu. Sterowanie labiryntem jest ustawione tak, aby mysz mogła swobodnie eksplorować labirynt bez otwierania drzwi i znajdować nagrody w postaci jedzenia w studniach z jedzeniem na końcu ramion. Ten etap zachęca myszy do swobodnego eksplorowania labiryntu w poszukiwaniu nagród w postaci jedzenia. Umieść 70 mikrolitrów nagrody w każdym dołku okapu. Nie podawaj go już w klatkach domowych, od zamieszkania, etap drugi. Rozpocznij wersję próbną i nagrywanie wideo, klikając przycisk Start w oprogramowaniu, a następnie przesuń mysz do labiryntu. Obserwuj zachowanie myszy. Na tym etapie myszy poruszają się powoli, wydają się być ostrożne i mogą wielokrotnie wracać do dołka pokarmowego. Kontynuuj, aż mysz wejdzie do każdego ramienia co najmniej dwa razy lub upłynie 30 minut. Po próbie zbierz mysz w ramię i umieść ją z powrotem w klatce domowej. Wyczyść labirynt dla następnej myszy. Rób to dla każdej myszy po kolei dwa razy dziennie przez dwa dni. Trzeci etap zamieszkiwania. Kontrolka labiryntu jest ustawiona tak, aby mysz mogła przyzwyczaić się do kombinacji etapów pierwszego i drugiego. Myszy mogą wejść do każdego ramienia co najmniej raz. Zanęć wszystkie dołki z pokarmem 70 mikrolitrami nagrody. Rozpocznij wersję próbną i nagrywanie wideo, klikając przycisk Start w oprogramowaniu, a następnie przesuń mysz do labiryntu. Obserwuj zachowanie myszy. Kontynuuj, aż mysz wejdzie do każdego ramienia co najmniej raz lub upłynie 30 minut. Po próbie zbierz mysz w ramię i umieść ją z powrotem w klatce domowej. Wyczyść labirynt dla następnej myszy. Zrób to dla każdej myszy po kolei, dwa razy dziennie przez dwa dni. Jak widać w tym panelu, myszy z czasem odwiedzają więcej ramion. W szóstym dniu zamieszkiwania myszy wchodzą do każdego ramienia co najmniej raz w ciągu siedmiu do 15 minut i spędzają podobny okres czasu w każdym ramieniu, co wskazuje, że zwierzęta są przyzwyczajone do labiryntu i są gotowe do zadania. To zadanie przestrzennej pamięci roboczej składa się z trzech części w jednej próbie. Myszy przechodzą przez wymuszony bieg, pięciosekundowe uwięzienie w centralnym centrum, a następnie wolny bieg. W wymuszonym biegu cztery ramiona są pseudolosowo wybierane i prezentowane myszy jedna po drugiej. Podczas swobodnego biegu myszy muszą zapamiętać, które ramiona odwiedziły w wymuszonym biegu w próbie, aby jak najefektywniej zebrać pozostałe cztery nagrody. Labirynt jest ustawiony zgodnie ze schematem pokazanym na poprzednim ekranie, a każdy z nich musi przejść przez ten sam zestaw wymuszonych ramion w próbie rundy. Myszy wykonują sześć prób dziennie przez dziewięć dni Przed rozpoczęciem próby zanęć wszystkie ramiona 40 mikrolitrami nagrody. Umieść nagrodę w każdym dołku pokarmowym w pobliżu centralnego węzła, aby utrudnić myszom widzenie z centralnego węzła. Rozpocznij wersję próbną i nagranie wideo, klikając przycisk Start w oprogramowaniu. Przenieś mysz do centrum labiryntu, nie powodując stresu w myszy. Badanie zostanie automatycznie uruchomione po pięciu sekundach uwięzienia w centralnym węźle. Podczas pięciosekundowego uwięzienia odejdź od labiryntu i usiądź gdzieś niezbyt blisko labiryntu. Monitoruj zachowanie i zapisuj sekwencję wizyt ramion w celu zdobycia punktów, aż mysz zbierze wszystkie nagrody. Gdy mysz zbierze wszystkie nagrody w labiryncie, pozwól jej odwiedzić cztery dodatkowe ramiona. W ten sposób myszy nie będą kojarzyć się z byciem złapanym w centralnym węźle, gdzie ważne jest, aby myszy zdecydowały, dokąd się udać. Ponadto ukończenie zadania pamięci roboczej i złapanie nie będzie bezpośrednio powiązane. Dodatkowo wzmocni to fakt, że nagrody nie są uzupełniane w wcześniej odwiedzonych broniach. Z tyłu czwartego ramienia pozwól myszy usiąść na twojej dłoni, jednocześnie zakrywając ramię drugą ręką, i włóż mysz z powrotem do klatki domowej. Przed wyczyszczeniem labiryntu dotknij klatki domowej następnej myszy, aby wyrównać ich stan pobudzenia przed następną próbą. Aby wyczyścić labirynt, użyj pędzla, jednej mokrej chusteczki i dwóch suchych chusteczek. Użyj pędzla, aby usunąć odchody myszy. Najpierw przetrzyj labirynt suchą chusteczką, aby usunąć wszelkie ślady skondensowanego mleka. Wytrzyj podłogę labiryntu wilgotną chusteczką. Osusz labirynt suchą chusteczką i przejdź do następnej próby. Dzienny wynik wskaźnika sukcesu jest obliczany jako cztery podzielone przez liczbę wszystkich wpisów ramienia, a średni wskaźnik sukcesu osiąga około 80% w ostatnim dniu eksperymentu. Wynik idealnego współczynnika prób jest obliczany jako liczba doskonałych prób podzielona przez sześć i osiągnięta powyżej 60% w ostatnim dniu eksperymentu. Wybierz analizę prędkości, odległości i przyspieszenia myszy w oprogramowaniu i przeanalizuj je. Upewnij się, że z tych analiz wyłączone są cztery dodatkowe wizyty w ramach ramienia. Zmierz również czas trwania czterech dodatkowych wizyt w ramieniu. Z czasem dystans powinien się skracać. Prędkość i przyspieszenie powinny być płaskie, a czas trwania dodatkowych czterech wizyt ramion powinien z czasem się wydłużać, jeśli dobrze nauczą się swojego zadania.

Podczas wykonywania tego eksperymentu ważne jest, aby zapoznać myszy z eksperymentatorem i przyzwyczaić myszy do środowiska w pomieszczeniu eksperymentalnym, co powinno zminimalizować stres dla myszy.

Ten protokół jest łatwy w użyciu i niezawodny w odtwarzaniu danych. Ponieważ labirynt jest częściowo zautomatyzowany, protokół ten nie jest pracochłonny i ma zastosowanie do obrazowania laboratoryjnego i elektrofizjologii. Protokół ten jest potężnym narzędziem do badania przestrzennej pamięci roboczej.

an-appetitive-spatial-working-memory-task-for-mice-semi-automated-8

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Test w labiryncie z krzyżującym się ramieniem (elevated plus maze) jest jednym z najpowszechniej stosowanych testów do pomiaru zachowań lękowych u myszy. W niniejszym materiale prezentujemy film przedstawiający szczegółowe procedury przeprowadzania tego testu.

Labirynt w kształcie krzyża dla myszy

Labirynt Lashley III to zadanie polegające na nauce trasy, które nie opiera się na bodźcach awersyjnych ani wskazówkach wizualnych. Stanowi on zatem bardzo atrakcyjną opcję do oceny uczenia się i pamięci, zwłaszcza u starszych myszy lub w sytuacjach, w których istotnym czynnikiem jest stres.

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

Niniejszy artykuł przedstawia protokół testów w labiryncie T z wykorzystaniem zmodyfikowanego zautomatyzowanego aparatu do oceny funkcji uczenia się i pamięci u myszy.

Zadania wymuszonej alternacji w labiryncie T oraz dyskryminacji lewo-prawo w celu oceny pamięci operacyjnej i referencyjnej u myszy

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

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

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

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

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

Poznaj metodę oceny przestrzennej pamięci roboczej u myszy w półautomatycznym 8-ramiennym labiryncie promieniowym. Protokół minimalizuje stres zwierząt, zapewniając wiarygodne dane behawioralne do badań nad procesami poznawczymi.

Zadanie związane z przestrzenną pamięcią roboczą dla myszy w półautomatycznym 8-ramiennym labiryncie promieniowym, zmniejszające skojarzenia pamięci lękliwej w labiryncie (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów