Barnes Maze: um método para avaliar o aprendizado espacial e a memória em animais de laboratório
JoVE Encyclopedia of Experiments
Biologia
0 vistas • 3:37 min • April 30th, 2023
O Barnes Maze é uma plataforma circular com orifícios igualmente espaçados em torno de sua borda e uma caixa de fuga sob um orifício alvo. Animais de laboratório navegam pelo labirinto para encontrar o buraco alvo e escapar de estímulos inatamente aversivos, como espaços abertos e luzes brilhantes.
Para começar, coloque o assunto, por exemplo, um rato, no centro do labirinto sob uma câmara escura. Em seguida, levante a câmara e solte o animal na arena. Para motivar o sujeito a entrar efetivamente no orifício alvo, use um estímulo levemente aversivo, como som ultrassônico.
O teste termina quando o mouse entra no orifício alvo ou um tempo predefinido tem decorrido. O aprendizado espacial e a memória são medidos durante cada tentativa, registrando o número de buracos que o sujeito explorou e o tempo que levou para concluir a tentativa, além de mapear o caminho do animal e a navegação espacial.
Antes de iniciar o procedimento de teste do Barnes Maze, limpe todos os componentes do labirinto com água e etanol 70%. Quando os componentes estiverem secos, monte o labirinto e atribua aleatoriamente cada mouse a um orifício alvo para usar durante todo o período de teste.
Os buracos podem ser rotulados de 1 a 20 na parte inferior do labirinto ou do lado de fora do perímetro do labirinto, onde não são visíveis de dentro do labirinto. Para iniciar um teste de treinamento, substitua o disco de orifício atribuído por uma caixa preta de 23 por 11 centímetros e use elásticos e ganchos para prender firmemente a caixa ao labirinto.
Em seguida, coloque um mouse no centro do Barnes Maze embaixo de um copo e deixe o mouse se aclimatar por 30 segundos. No final do período de aclimatação, inicie a gravação do vídeo e ligue a luz e o gerador de ruído ultrassônico.
Levante o copo por meio de um mecanismo de corda para evitar polarizar o rumo inicial do animal e inicie um cronômetro atrás de uma cortina de observação. Acompanhe os movimentos do animal em um pedaço de papel com um diagrama do labirinto e use o diagrama para analisar as estratégias de busca do mouse, bem como para determinar o número de buracos que foram explorados no quadrante oposto ao alvo.
Quando o mouse entrar no orifício alvo, cubra o orifício com um aglutinante opaco pesado e desligue o gerador de ruído ultrassônico. Se o rato não tiver entrado no alvo após 5 minutos, encurrale o animal no buraco do alvo. Em seguida, deixe o mouse permanecer na caixa de destino por 1 minuto sem ser perturbado, certificando-se de desligar o ruído ultrassônico. Em seguida, devolva o animal à sua gaiola.
Quando todos os mouses tiverem sido testados, revise manualmente sua gravação para rastrear o movimento geral do mouse para determinar o número de buracos incorretos explorados antes e depois que o alvo for encontrado, bem como o número de buracos do buraco alvo até o primeiro buraco explorado e qualquer comportamento de limpeza notável.
Visão Geral
O Labirinto de Barnes é um teste comportamental utilizado para avaliar a aprendizagem espacial e a memória em animais de laboratório, como camundongos. Essa plataforma circular com orifícios ao longo de sua borda permite aos pesquisadores estudar como os indivíduos se orientam para encontrar uma caixa de escape enquanto evitam estímulos aversivos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Psicologia Comportamental
- Cognição Animal
Contexto
- O Labirinto de Barnes é projetado para avaliar a aprendizagem espacial e a memória.
- Ele envolve o uso de estímulos aversivos para motivar os indivíduos.
- A limpeza e a preparação do labirinto são essenciais para resultados precisos.
- Cada camundongo recebe um orifício-alvo específico para garantir consistência durante os ensaios.
Objetivo do Estudo
- Medir as habilidades de navegação espacial em camundongos.
- Analisar o impacto de estímulos aversivos na aprendizagem e na memória.
- Rastrear os padrões e estratégias de exploração utilizados pelos indivíduos.
Métodos Utilizados
- Colocação do camundongo no centro do labirinto sob uma câmara escura.
- Uso de som ultrassônico como estímulo aversivo motivacional.
- Registro do número de buracos explorados e do tempo necessário para encontrar o alvo.
- Revisão manual dos movimentos registrados para analisar as estratégias de busca.
Resultados Principais
- Os indivíduos demonstraram estratégias variadas na navegação pelo labirinto.
- O tempo necessário para encontrar o orifício-alvo variou entre camundongos individuais.
- Os padrões de exploração indicaram aprendizado e retenção de memória.
- Comportamento acentuado de alisamento foi observado após o teste.
Conclusões
- O labirinto de Barnes é uma ferramenta eficaz para avaliar a aprendizagem espacial em roedores.
- Os resultados contribuem para a compreensão dos processos cognitivos em animais.
- Estudos futuros podem explorar os efeitos de diferentes estímulos sobre a aprendizagem.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A avaliação quantitativa da aprendizagem espacial e da memória utilizando o labirinto de Barnes permite uma avaliação robusta da função cognitiva em modelos pré-clínicos. Esse paradigma comportamental apoia a validação inicial de alvos e a redução de riscos mecanicistas em portfólios de descoberta de fármacos para o SNC. A medição confiável do desempenho na navegação e na memória fornece confiança preditiva em pontos críticos de inflexão do descobrimento.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a investigação de fenótipos cognitivos associados a alvos neurológicos.
- Apoia a validação funcional de vias candidatas que afetam a memória espacial.
- Oferece desvio mecanicista de riscos para triagem de ativos com foco no SNC.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Estabelece pontos finais comportamentais padronizados para avaliação de compostos.
- Fornece resultados quantitativos reprodutíveis, como latência e contagem de erros.
- Facilita a preparação do ensaio para triagem de intervenções que afetam a cognição.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha resultados comportamentais pré-clínicos com desfechos cognitivos relevantes para a doença.
- Permite a continuidade desde a descoberta inicial até a validação pré-clínica de ativos do SNC.
- Apoia decisões de avanço ajustadas ao risco com base em dados comportamentais translacionais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O Labirinto de Barnes é utilizado desde as fases iniciais de descoberta até a pesquisa pré-clínica em programas para distúrbios cognitivos e do sistema nervoso central.
- Biologia da Descoberta: Fornece leituras comportamentais quantitativas para testes de hipóteses e análise de vias.
- Triagem: Fornece medidas padronizadas e reprodutíveis para avaliação de compostos e intervenções genéticas.
- Análise: Permite a comparação estatística do tempo de navegação, taxas de erro e estratégias de busca entre coortes.
- Pesquisa Translacional: Conecta desfechos cognitivos pré-clínicos com relevância clínica em pipelines do SNC.
- Reutilização Empresarial: Funciona como uma plataforma comportamental reutilizável para diversos estudos neurobiológicos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista na validação de alvos no sistema nervoso central.
- Valor Operacional: Fornece avaliações comportamentais padronizadas, escaláveis e reprodutíveis.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de prosseguir ou interromper projetos e melhora a eficiência do capital em portfólios de neurofarmacêuticos.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização e o avanço ajustados ao risco dos ativos no sistema nervoso central.
Considerações de Implementação
- Exige experiência em neurociência comportamental e manejo de animais.
- Requer infraestrutura de gravação em vídeo e rastreamento manual ou automatizado.
- Exige padronização entre equipes nos protocolos de pontuação e análise.
- Adaptável a diferentes modelos de roedores, com atenção aos comportamentos específicos de cada espécie.
- A revisão manual das gravações pode limitar a produtividade em estudos de grande escala.
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Última atualização: 22 agosto 2026