Procedimentos de treinamento comportamental para realidade virtual fixa na cabeça em camundongos

Esta pesquisa explora metodologias detalhadas para treinar ratos em ambientes de realidade virtual, concentrando-se especificamente na navegação linear e tarefas complexas do labirinto em Y. O objetivo é abordar lacunas nos protocolos de treinamento de realidade virtual e avaliar a capacidade dos camundongos de realizar comportamentos complexos de tomada de decisão dentro da realidade virtual. O protocolo aborda lacunas nas metodologias detalhadas de treinamento de realidade virtual para camundongos, incluindo a integração de procedimentos cirúrgicos, restrição de fluidos e configuração do sistema. Ele também fornece uma estrutura para implementar tarefas comportamentais complexas, melhorar a consistência experimental e facilitar a adoção da realidade virtual para estudos comportamentais e cognitivos diferenciados em camundongos.

Este protocolo de RV permite um controle preciso sobre as condições experimentais e minimiza o ruído relacionado ao movimento, permitindo análises comportamentais detalhadas e registros neurofisiológicos em camundongos com cabeça fixa. Ele também suporta complexidade progressiva em tarefas, aprimorando o estudo de comportamentos intrincados e processos cognitivos que outros métodos podem não capturar com eficácia.

[Narrador] Para começar, estabeleça pesos basais para os camundongos uma semana a partir do dia da cirurgia de implantação da barra de cabeça. Nos dias um, dois e três, forneça aos camundongos 15, 10 e cinco mililitros de água por 100 gramas de massa corporal, respectivamente. Comece a habituar os ratos à esteira esférica e, ao mesmo tempo, apresente-os à regulação de fluidos para associar o tubo de lamber à recompensa por meio da motivação fisiológica no momento correto. No primeiro dia, manuseie os ratos por cinco minutos após pesá-los. Segure suavemente o implante da barra de cabeça enquanto eles estão em sua gaiola para familiarizá-los com essa manipulação. Apresente os ratos à área onde o sistema de realidade virtual está alojado para permitir que eles antecipem o ambiente espacial em que os testes experimentais ocorrerão. No segundo dia, manuseie os ratos novamente por cinco minutos. Fixe a barra de cabeça no suporte e permita que os mouses se familiarizem com a esteira esférica por 5 a 20 minutos, em uma pista de repetição infinita ou sem o programa de software ativado. No terceiro dia, depois de manusear os ratos por cinco minutos, prenda-os com segurança à esteira esférica com almofada de ar e apresente-os a recompensas líquidas através do tubo de recompensa. Antes de posicionar o mouse, estenda o tubo de recompensa centralizado com uma pequena gota de recompensa na ponta. Eleve o tubo de recompensa 5 a 15 milímetros acima da esteira esférica para que lamber o bico exija uma postura natural da cabeça voltada para a frente. Para fixar o mouse na cabeça, coloque-o no lado dominante do manipulador da esteira esférica. Usando a mão dominante do manipulador, puxe o mouse pela barra de cabeça em direção à plataforma de fixação da cabeça. Em seguida, coloque a barra de cabeça no slot destinado a fixar e usando a mão não dominante do manipulador, clique na barra de cabeça no lugar. Agora alinhe o plano sagital médio do mouse com o centro da esteira esférica. Certifique-se de que as patas traseiras do mouse não estejam a mais de 11 centímetros do ápice da esteira esférica e que a cabeça esteja atrás do ápice. Confirme se todas as quatro patas estão tocando a esteira e se o abdômen pode tocar a esteira quando o mouse está em repouso. Além disso, certifique-se de que qualquer preferência lateral observada no mouse não seja devido à assimetria na forma como o animal é montado na bola. Para guiar o mouse em direção ao tubo de lamber estendido, use o método kiss-it, onde o mouse é manobrado suavemente até que sua boca quase toque a ponta do bico. Quando os ratos receberem recompensas, defina a duração do tubo de recompensa estendido para um segundo. Depois que os camundongos se aclimatarem ao paradigma experimental, realize uma sessão diária de 30 minutos em que os camundongos se movem ao longo de um corredor virtual linear começando com um metro de comprimento. Ao chegar ao final do corredor e receber a recompensa da gota de açúcar, teletransporte os ratos de volta ao ponto de partida. Documente registros diários de dados com carimbo de data/hora relativos à recuperação de recompensas e à distância percorrida pelos ratos na esteira esférica para análise posterior. No paradigma do labirinto em Y, certifique-se de que os ratos naveguem em direção a um ponto de escolha onde dois braços se estendem em um ângulo de 45 graus em qualquer direção, formando uma forma de Y. Desative a rotação do ponto inicial do labirinto até chegar ao ponto de escolha, tendo dois braços de características visuais variadas. Em seguida, ative a rotação dentro da zona de decisão para permitir que o mouse gire na direção desejada. Ao entrar no braço que leva à zona de recompensa, desative a rotação mais uma vez. Treine os ratos para navegar em direção ao braço negro para obter uma recompensa de açúcar, com cada teste terminando com os ratos sendo teletransportados de volta ao local inicial. Embaralhe aleatoriamente o local da recompensa entre os lados esquerdo e direito para garantir que os ratos associem a recompensa a dicas visuais em vez de um lado específico. O número de recompensas adquiridas pelos ratos aumentou progressivamente com o aprendizado nos diferentes comprimentos de trilha na tarefa de RV, com velocidades mais rápidas observadas à medida que o comprimento da trilha aumentava. Um aumento notável na velocidade média foi observado à medida que o comprimento da pista aumentava. O labirinto em Y mostrou desempenho acima do acaso ao longo dos dias. No entanto, apenas um subconjunto progrediu com sucesso para os estágios de discriminação mais difíceis.