Neurotoxicity Assessment in Adult <em>Danio rerio</em> using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

Juliette Bedrossiantz; Eva Prats; Demetrio Rald&#250;a

doi:10.3791/65869

Оценка нейротоксичности у взрослых Danio rerio с использованием батареи поведенческих те...

JoVE Journal
Neuroscience

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Neuroscience

Neurotoxicity Assessment in Adult Danio rerio using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

Оценка нейротоксичности у взрослых Danio rerio с использованием батареи поведенческих тестов в одном аквариуме

Full Text

2,331 Views

08:36 min

November 3, 2023

DOI: 10.3791/65869-v

Juliette Bedrossiantz¹, Eva Prats², Demetrio Raldúa¹

¹Institute for Environmental Assessment and Water Research (IDAEA-CSIC), ²Research and Development Center (CID-CSIC)

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study introduces a behavioral test battery, including the novel tank, shoaling, and social preference tests, to investigate the neurotoxic effects of chemicals like methamphetamine and glyphosate on adult zebrafish. The protocol emphasizes reproducibility and sensitivity to genetic and pharmacological manipulations, enhancing the understanding of environmental neurotoxicity.

Key Study Components

Area of Science

Neurotoxicity
Behavioral pharmacology
Environmental research

Background

Investigates behavioral effects of pollutants and drugs in adult zebrafish.
Aims to understand underlying mechanisms of these behaviors.
Focuses on asocial and anxiety-like behaviors that cannot be assessed in embryos.
Established assays are sensitive and facilitate collaborative research.

Purpose of Study

To assess behavioral effects of neurotoxic chemicals on adult zebrafish.
To standardize behavioral tests for better reproducibility.
To explore mechanisms leading to observed behavioral changes.

Methods Used

Utilizes a behavioral test battery in a single tank setup for zebrafish.
Focuses on adult zebrafish as the primary biological model.
No multiomics or metabolic analyses were mentioned.
Involves configuring experimental tanks and using video analysis for behavioral assessment.
Outlines detailed steps for aquaria setup, video recording, and data analysis.

Main Results

Behavioral tests indicated significant changes in zebrafish exposed to methamphetamine, such as decreased exploration and increased anxiety.
Social behavior tests showed isolation phenotypes with increased distances between individuals after exposure.
Identified behavioral adjustments, enhancing understanding of neurotoxic impacts.

Conclusions

The study validates a comprehensive method for assessing neurotoxic impacts in zebrafish.
Enhances knowledge of environmental pollutants' effects on behavior.
Supports advancement in understanding neurotoxicity mechanisms relevant to environmental and pharmacological research.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using zebrafish in this research?

Zebrafish are transparent at early stages, allowing for non-invasive observation of behavior and development. They also have well-understood genetics and rapid development, making them ideal for behavioral studies.

How is the behavioral testing implemented?

Behavioral tests are conducted in specially configured tanks, where fish are recorded during specific assays such as the novel tank test or social preference test.

What types of data are collected during the experiments?

Data includes measures of distance traveled, time spent in various zones, and social interactions, providing insight into the anxiety and social behaviors of zebrafish.

How can these methods be adapted for other studies?

The protocols can be modified for different environmental pollutants or behavioral assays, ensuring flexibility for various research questions.

What limitations should be considered when using this model?

While zebrafish provide a valuable model, differences in brain structure and function compared to mammals must be considered when extrapolating results to other species.

How does this research contribute to understanding neurotoxicity?

By systematically assessing behavioral changes, this research helps elucidate the effects of environmental chemicals on neural mechanisms and behavior.

Why are behavioral assays important in neurotoxicology?

Behavioral assays offer insights into the functional impacts of neurotoxins, bridging molecular and organism-level effects, and revealing potential underlying mechanisms of toxicity.

Здесь мы представляем комплексную батарею поведенческих тестов, включая новый аквариум, шолинг и тесты социальных предпочтений, для эффективного определения потенциального нейротоксического воздействия химических веществ (например, метамфетамина и глифосата) на взрослых рыбок данио, использующих один аквариум. Этот метод имеет отношение к нейротоксичности и экологическим исследованиям.

Наше основное исследование направлено на выявление поведенческих эффектов, вызванных загрязнителями окружающей среды и лекарственными препаратами у рыб. Также пытаемся понять механизмы, приводящие к этим эффектам. Социальное и тревожное поведение не может быть легко устранено с помощью эмбрионов.

Мы проводим исследования, нацеленные на такое поведение на взрослой модели рыбки данио. В этом протоколе подробно описано, как реализовать поведенческие инструменты с базовыми материальными ресурсами для облегчения воспроизводимости тестов и гармонизации полученных результатов в научном сообществе. Тесты, представленные в этом протоколе, оказались высоковоспроизводимыми и чувствительными к генетическим и фармакологическим манипуляциям, что делает их вариативными и неинвазивными инструментами, способствующими нейронным и молекулярным механизмам, лежащим в основе поведения.

После того, как поведенческое усилие идентифицировано, наиболее сложной частью является определение конкретных способов действий, ведущих к наблюдательным усилиям. Начиная с молекулярного инициирующего события, где предсказания могут дать некоторые подсказки о молекулярном инициирующем событии, мы все еще далеки от получения точных предсказаний. В настоящее время нас интересует определение фазовой валидности химических моделей болезни Паркинсона, разработанных у эмбриональных и взрослых рыбок данио-рерио, с использованием MPTP и ротенона, при этом будет оцениваться кинематика движения, похожего на походку, или во время взрывного движения, такого как акустическая реакция на побег.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos