Name: O uso do Puzzle Box como uma forma de avaliar a eficácia de Enriquecimento Ambiental (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: Aprenda a avaliar a função cognitiva em camundongos usando o método Puzzle Box para enriquecimento ambiental. Esta técnica simples e flexível permite medir o impacto do enriquecimento no desempenho cognitivo de forma confiável.

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Os autores não têm agradecimentos.

Declaração de Ética: Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética Animal da Universidade de Sydney e conformado com Nacional de Saúde e do Conselho, de orientações Austrália Investigação Médica. Os procedimentos foram realizados em ratinhos C57 / BL6J que foram criadas na Bosch Roedor Facility da Universidade de Sydney. Todos os ratos foram alojados em um único quarto adequadamente ventilado no 21 ° C de temperatura ambiente em um ciclo claro-escuro de 12 horas, com luzes acesas em 0600 hr em gaiolas ventiladas individualmente com acesso ad libitum a comida seca e água. Fêmeas final da gravidez foram aleatoriamente designados para as condições de habitação padrão ou ambientalmente enriquecidos. 1. Habitação (níveis de enriquecimento): <ol><li> Obter 4 final da gravidez camundongos fêmeas adultas. Aleatoriamente atribuir 2 à condição padrão e colocar cada um deles em uma gaiola mouse padrão limpo (dimensões globais 391 x 199 x 160 mm) contendo um igloo vermelho mouse. Para a condição enriquecido, coloque o remaining 2 ratos em uma única gaiola de tamanho rat-clean (dimensões 462 x 403 x 404 mm). </li><li> Into the cage enriquecimento, coloque uma variedade de objetos destinados a aumentar a estimulação sensorial e motora (por exemplo, rodas de corrida, estímulos visuais, bolas de algodão perfumadas, tiras de velcro). </li><li> A cada 2 a 3 dias mover sobre estes objectos no interior da gaiola; atualizar qualquer que foram destruídas. </li><li> Após o desmame aos 21 dias pós-parto, os animais do sexo e local em habitação segregada macho-fêmea de acordo com as condições ambientais foram criados. Para a condição enriquecido garantir que existam entre 3 e 10 ratos por gaiola com 2 e 5 ratos por padrão. Começar o teste comportamental, os animais atingem a idade adulta (12-14 semanas de idade). </li></ol> 2. Construção do Puzzle Box <ol><li> Obter 6 partes de acrílico branco (ou outro material não-poroso): um 750 x 280 mm de diâmetro, dois 280 x 250 mm, dois 750 x 250 mm e um 150 x 280 mm (ver Figura 1). </li><li> Obter um pedaço de acrílico preto 280 x 250 mm, com uma abertura quadrada 40 x 40 cortado em um dos lados dessa peça (ver Figura 1). </li><li> Montar o puzzle caixa do seguinte modo: usar o pedaço de 750 mm x 280 como a parte inferior da caixa, utilizar 280 x 250 mm peças como as extremidades da caixa, e as peças de 750 x 250 mm, como as laterais da caixa. </li><li> Medir 150 milímetros na caixa a partir de uma extremidade, e colocar a peça de acrílico preto através da caixa de modo que o divide em dois compartimentos (um grande, um pequeno) com a abertura alinhada com o fundo da caixa. </li><li> Leve o mm pedaço de acrílico branco de 150 x 280 e colocá-lo no topo do menor compartimento da caixa certificando-se que abrange esta área completamente, proporcionando uma "meta-box" a câmara escura. Apor esta peça de acrílico para o corpo principal da caixa por meio de dobradiças, ou deixar-se livre para ser completamente removido durante o teste comportamental. </li><li> Tome 3 peças de acrílico (três 4 x 120 mm) e juntar-se para fazer um "u-shaped "canal. </li></ol><img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52225/52225fig1highres.jpg" width="500"> Figura 1: Diagrama esquemático da tarefa Puzzle Box. The Puzzle Box é uma caixa de acrílico que consiste em uma área de campo aberto (600 x 280 mm) e uma área abrigada meta-box (150 x 280 mm), medindo 750 x 280 mm de todos. A abertura de 40 x 40 mm para dentro da partição (cinza) que separa as duas áreas permite animais para aceder à área de meta-box coberto pelo campo aberto. Esta abertura é bloqueada com obstruções, que são cada vez mais difíceis de remover como teste progride. Os animais submetidos a um protocolo de cinco dias, consistindo de quatro condições de obstrução com três ensaios para cada condição. 3. Corrida da Task Puzzle Box <ol><li> Limpe bem a caixa do enigma com 70% de álcool. Repita este passo entre cada animal testado. </li><li> Coloque um igloo limpo rato vermelho no ar meta-boxeA do Puzzle Box, e substituir a tampa na meta-box. </li><li> Se houver uma condição de obstrução que está sendo testado, coloque a obstrução dentro da porta da meta-box (ver Figura 2). </li><li> Posicione o mouse está sendo testado para a seção de campo aberto do Puzzle Box, orientada para a meta-box, e na extremidade mais afastada meta-box. </li><li> Anote o tempo necessário para que todas as quatro patas do animal para entrar na seção de meta-box do Puzzle Box. </li><li> Se um animal não entra meta-box, encerrar o julgamento uma vez que o limite de tempo definido é atingido (ver Tabela 1). </li><li> Uma vez que um julgamento terminar, retire o animal da Puzzle Box e colocá-lo em uma gaiola exploração separada até o próximo julgamento começa. Mantenha uma 60-180 sec lacuna entre ensaios para cada animal. </li><li> Para cada animal, realizar três ensaios por dia, durante cinco dias consecutivos de testes, com quatro condições de obstrução e três tentativas de cada estado. A terceira trial de uma determinada condição de obstrução deve sempre administrada num dia subsequente (ver Tabela 1). </li></ol><img alt="Tabela 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52225/52225table1.jpg" width="500"> Tabela 1: Esquema da tarefa Puzzle Box. A tarefa Puzzle Box é executado por cinco dias, e consiste em quatro condições de obstrução. Existem três ensaios em cada um dos primeiros quatro dias, e um no quinto dia. Cada condição obstrução tem três ensaios; os dois primeiros em um dia, e o terceiro no dia imediatamente seguinte. O primeiro ensaio de uma condição de obstrução visa testar a capacidade de resolução de problemas nativa, a segunda tentativa examina aquisição tarefa e reforço, e o terceiro ensaio é utilizado como um ensaio para a retenção de solução e recall. <img alt="Figura 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52225/52225fig2highres.jpg" width="600"> Figura 2: Dificultarcondições de íons dentro da tarefa Puzzle Box. Diagramas esquemáticos da arena Puzzle Box e as condições de obstrução usadas neste estudo. (A) Condição 0 (C0), sem obstrução presente na porta entre o campo aberto e meta-box. (B) Condição 1 (C1 ), com um "u em forma de" canal presente dentro da porta entre o campo aberto e meta-box. (C) Condição 2 (C2), onde o canal é cheio com material de cama limpa. (D) Condição 3 (C3 ), com um "plug tecido" presente na porta entre o campo aberto e meta-box. (E) Condição 4 (C4) com um "plug espuma" presente na porta entre o campo aberto e meta-box áreas. Dimensões da arena são como por listados em Métodos e Figura 1. 4. Interpretação de Dados <ol><li> Representar dados como a hora tomadas para completar o julgamento (incluindo ensaios nulos onde os animais não completaram a tarefa dentro do prazo especificado) ou como o número de ensaios nulos. </li><li> Use a medidas repetidas ANOVA para avaliar o efeito da condição de habitação sobre o desempenho dentro do Puzzle Box, com o tipo de obstrução / condição (C) e número de tarefas (T) intra-sujeitos fatores e nível de enriquecimento (standard contra enriquecido) como entre sujeitos de fator . </li></ol>

Os autores declaram não ter interesses financeiros concorrentes.

Os dados apresentados demonstram que o quebra-Box pode ser utilizado eficazmente para avaliar o impacto de EE. Ratos criados em ambientes enriquecidos consistentemente levou muito menos tempo para resolver enigmas obstrução dentro deste ensaio comportamental do que os animais criados dentro de condições padrão de laboratório. Além disso, esta diferença foi mais proeminente no primeiro julgamento por três das quatro condições testadas, sugerindo EE tem uma maior influência sobre nativa habilidade de resolver problemas de...

O enriquecimento ambiental (EE) pode ser definida como um ambiente que fornecem animais com maior oportunidade para a interação social, a atividade motora e maior estimulação sensorial do que geralmente experimentado em um environment.EE padrão de laboratório foi mostrado para afetar de forma consistente o comportamento dos animais, provocando mudanças, como a redução de estresse e atividade relacionada com ansiedade 10/08, o desempenho melhorou em tarefas de aprendizagem e memória 8,11, início precoce da coordenação motora e atividade exploratória 11, mudanças na assistência materno 8, bem como resistência a substâncias que causam dependência 12- 15. Além disso, o EE tem sido revelado para melhorar os efeitos de doenças neurodegenerativas, retardar o aparecimento e diminuindo a gravidade dos sintomas em modelos animais de doença de Huntington 1-4,16, 17 Parkinson e doença de Alzheimer 18. Essas mudanças CRrelacionam com as alterações anatómicas e moleculares EE é conhecido por induzir a todo o cérebro. Animais criados em ambientes enriquecidos de estágios iniciais de desenvolvimento mostram uma miríade de mudanças neurais, incluindo o aumento de peso do cérebro e da espessura cortical, dendrítica ramificação 9,2-22 e densidade sináptica 23. EE pode alterar tanto o nível e momento de expressão do factor de crescimento 9,24-30, o que foi mostrado para contribuir para o desenvolvimento acelerado de sensorial 25,26,28,29, 30 de acelerador, bem como circuitos de motores 31,32. Trabalhos anteriores revelaram a conclusões vezes contraditórios quando se investiga o impacto da EE, sem levar em conta os diferentes tipos de animais e ambientes utilizados dentro estudos individuais 9,24,27,30. Actualmente, não existe qualquer prova comportamental, consistente e simples que pode ser usado para medir a eficácia de vários paradigmas de EE em diferentes estirpes e especificaçãoies de animais. A tarefa Puzzle Box foi concebido como um teste simples para determinar problema nativo de um animal habilidade de resolver 7. Animais colocados na área aberta são obrigados a remover obstruindo materiais situados dentro de uma pequena abertura para acessar uma região / abrigo coberto. Cada sujeito recebe três ensaios com a mesma obstrução a fim de avaliar a três atributos cognitivos diferentes. O primeiro ensaio produzir uma indicação da linha de base de capacidade de resolução de problemas inerentes ou nativa. O segundo ensaio, executado no mesmo dia, dá alguma indicação da capacidade do animal para melhorar e, assim, reforçar as estratégias para a remoção da obstrução específica. O terceiro julgamento, realizado no dia seguinte, fornece insights sobre a capacidade do sujeito para reter e recordar a solução aprenderam a tarefa. A motivação para a resolução destes puzzles &quot;obstrução&quot; pelos animais pode ser variada, potencialmenteevocando um desejo inato de evitar campos abertos e procurar abrigo, bem como uma tendência inerente para explorar os arredores 6,7. A multidão de potenciais motoristas comportamentais subjacentes ao desejo de resolver o Puzzle Box sugere que várias áreas do cérebro estão envolvidas na mediação de desempenho da tarefa. Trabalhos anteriores mostraram que, em modelos murinos de esquizofrenia, o córtex pré-frontal, bem como o hipocampo estão envolvidos na aquisição desta tarefa 5. Um estudo de lesão em ratos revelou também um grande número de regiões do cérebro envolvidas no desempenho Puzzle Box, incluindo vários núcleos talâmicos, o hipotálamo, o cerebelo e estruturas límbicas. Juntos, estes resultados indicam que o envolvimento neste resolução de problemas tarefa envolve uma série de estruturas neurais associadas com a função cognitiva. O puzzle caixa tem sido utilizado com sucesso para avaliar a capacidade de resolução de problemas de ratinhos, assim como os défices cognitivos exibido por mmodelos de urina de esquizofrenia 5-7. O desempenho da tarefa foi mostrado ser altamente consistente, e correlacionam-se bem com os resultados de outros testes comportamentais, cognitivas 6. O objetivo deste trabalho foi, portanto, de se adaptar a tarefa Puzzle Box para tornar-se um meio simples e confiável para se determinar a eficácia da EE.

<table><tbody><tr>Placa <td></td><td></td><td>de acrílico preto</td><td>280 x 250 mm com uma "porta" de 40 x 40 mm cortada em um lado</td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td> de acrílico branco <td>280 x 250 mm</td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td> de acrílico branco <td>280 x 250 mm</td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td> de acrílico branco <td>750 x 250 mm</td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td> de acrílico branco <td>750 x 250 mm</td></tr><tr><td>Placa</td><td></td> de acrílico branco<td></td><td>Passagem</td></tr><tr><td></td> inferior de placa <td></td><td></td><td></td>de acrílico branco</tr> de 150 x 280 mm <tr><td></td><td>3 peças de plexiglass ou acrílico</td> de 40 x 120 mm <td colspan="4">Nota: Se não for possível acessar a placa de acrílico, plexiglass ou material não poroso semelhante será suficiente.<td></td><td></td></tr><tr></td></tr><tr><td>Webcam</td><td>Logitech</td><td>C210</td><td>Fixe no telhado com fita isolante. Como alternativa, use um tripé.</td></tr><tr><td>VirtualDub v1.10.4</td><td>VirtualDub</td><td>N/A&nbsp;</td><td>Software para gravação de vídeos de comportamento. Entrada da webcam.</td></tr><tr><td>TopScan v 3.0</td><td>CleverSys Inc.</td><td>N/A&nbsp;</td><td>Software para rastreamento automatizado de visão superior e análise do comportamento do mouse. Os vídeos capturados são analisados post-hoc.</td></tr></tbody></table>

o uso do puzzle box como uma forma de avaliar a eficácia de enriquecimento ambiental

The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment

O enriquecimento ambiental pode influenciar drasticamente o desenvolvimento e a função dos circuitos neurais. Além disso, o enriquecimento demonstrou retardar com sucesso o início dos sintomas em modelos da doença de Huntington 1-4, sugerindo que fatores ambientais podem evocar um efeito neuroprotetor contra o dano progressivo em nível celular observado em distúrbios neurodegenerativos. As maneiras pelas quais um animal pode ser enriquecido ambientalmente, no entanto, podem variar consideravelmente. Além disso, não há uma maneira direta de avaliar os efeitos do enriquecimento ambiental: a maioria dos métodos requer paradigmas comportamentais bastante complicados e / ou análises anatômicas / fisiológicas post-mortem. Este protocolo descreve o uso de um ensaio comportamental simples e barato, o Puzzle Box 5-7, como um meio robusto de determinar a eficácia do aumento da estimulação social, sensorial e motora em camundongos em comparação com coortes criadas em condições laboratoriais padrão. Essa tarefa simples de resolução de problemas aproveita o desejo inato de um roedor de evitar recintos abertos procurando abrigo. A capacidade cognitiva é avaliada adicionando impedimentos cada vez mais complexos à entrada do abrigo. O tempo que um determinado sujeito leva para remover com sucesso as obstruções e entrar no abrigo serve como a principal métrica para o desempenho da tarefa. Este método pode fornecer um meio confiável de avaliar rapidamente a eficácia de diferentes protocolos de enriquecimento na função cognitiva, abrindo caminho para determinar sistematicamente o papel que fatores ambientais específicos desempenham no retardo do aparecimento de doenças do neurodesenvolvimento e neurodegenerativas.

Os resultados descritos aqui são uma amostra representativa, com os dados obtidos de várias coortes com várias ninhadas. Todos os testes comportamentais foi realizada entre 0700 e 1100 horas, com a ordem de teste randomizado de animais dentro de uma coorte. Animais criados em um ambiente enriquecido (n = 14, 7 do sexo feminino e 7 do sexo masculino) levou muito menos tempo para resolver as tarefas de obstrução dentro da caixa do enigma do que aqueles criados em um ambiente padrão (n = 15, 7 do sexo feminino e 8 do sexo ...

O enriquecimento ambiental fornece um potencial efeito protetor contra distúrbios neurodegenerativos. Atualmente, no entanto, não há uma maneira fácil de determinar a eficácia dos procedimentos de enriquecimento. Este protocolo descreve um método simples de "Puzzle Box" para avaliar a função cognitiva de um animal, a fim de revelar a eficácia do enriquecimento ambiental.

O uso do Puzzle Box como uma forma de avaliar a eficácia de Enriquecimento Ambiental

Environmental enrichment can dramatically influence the development and function of neural circuits.  Further, enrichment has been shown to successfully ...

O objetivo geral do experimento a seguir é avaliar a eficácia do enriquecimento ambiental na função cognitiva em camundongos. Isso é conseguido criando primeiro uma caixa de quebra-cabeça contendo duas câmaras. Os ratos são então habituados à arena de testes e autorizados a descobrir a entrada da caixa de gol protegida.Em seguida, os ratos são desafiados com uma variedade de obstruções ou quebra-cabeças bloqueando a entrada do abrigo. Os resultados mostram que o enriquecimento ambiental melhora de forma confiável o desempenho na caixa do quebra-cabeça. A principal vantagem dessa técnica sobre outros métodos é sua facilidade e simplicidade tanto na construção quanto na implementação, e o fato de ser extremamente flexível na concepção de tarefas com diferentes níveis de carga cognitiva.Portanto, esse método pode ser usado para abordar uma série de questões no campo da neurociência, particularmente aquelas associadas à avaliação da eficácia das intervenções ambientais. Embora esse método possa fornecer informações sobre o efeito do enriquecimento ambiental na cognição, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, como modelos animais geneticamente modificados de doenças humanas e t

the-use-puzzle-box-as-means-assessing-efficacy-environmental

Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Este protocolo descreve a placa de furo modificada, que é uma configuração de teste comportamental que compreende as características de um campo aberto e uma placa de furo tradicional. Essa configuração permite a análise diferencial do comportamento incondicionado de pequenos mamíferos de laboratório, bem como a análise das habilidades cognitivas.

The Hole Board Modificado - Medir Comportamento, Cognição e Interação Social em camundongos e ratos

O enriquecimento ambiental para camundongos requer uma configuração complexa e desafiadora, bem como técnicas abrangentes de criação e manuseio para garantir efeitos metabólicos e anticancerígenos robustos nos camundongos. Este protocolo fornece procedimentos detalhados para reproduzir os efeitos acima mencionados em camundongos.

Um protocolo para alojar ratos em um ambiente enriquecido

Comportamentos repetitivos e restritos de ordem superior (RRBs) perturbam a vida dos indivíduos afetados.  Esses comportamentos são difíceis de modelar em roedores, dificultando a pesquisa biomédica básica sobre possíveis tratamentos ou intervenções para RRBs.  Aqui, descrevemos a exploração de novos objetos como um ensaio potencial para RRBs de ordem superior em camundongos.

Exploração objeto romance como um ensaio de Potencial de ordem superior comportamentos repetitivos em Ratos

Este protocolo mede aprendizagem espacial e memória usando o labirinto de Barnes. Um novo paradigma de donzela em apuros é usado para avaliar a atividade locomotora e comportamento pró-social em camundongos.

Analisando a aprendizagem espacial e comportamento pró-social nos ratos usando o labirinto de Barnes e paradigmas de donzela em apuros

Um aspecto fundamental da avaliação do bem-estar dos animais em cativeiro é perguntar se os animais têm o que querem. Aqui, apresentamos um protocolo para determinar a preferência habitacional no zebrafish (Danio rerio) no que diz respeito à presença/ausência de enriquecimento ambiental e acesso ao fluxo de água.

Um protocolo padronizado para testes de preferência para avaliar o bem-estar dos peixes

Os labirintos Y permitem que os pesquisadores determinem a relevância de estímulos específicos que impulsionam o comportamento animal, especialmente pistas químicas isoladas de uma variedade de fontes. O design e o planejamento cuidadosos podem produzir dados robustos (por exemplo, discriminação, grau de exploração, inúmeros comportamentos). Este aparelho experimental pode fornecer uma visão poderosa das questões comportamentais e ecológicas.

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