Поведенческие задачи для изучения распознавания идентичности у мышей
7 февраля 2025 г.
Сопоставляя негативные или позитивно валентные переживания с отдельными социальными целями, мы разработали поведенческие задания для изучения распознавания идентичности мышей C57BL/6. Эти задачи позволяют изучить механизмы социальной памяти отдельных социальных мишеней на здоровых и связанных с заболеванием мышах с нарушениями социального познания.
Объем исследований был сосредоточен на изучении социальной памяти и распознавания идентичности у мышей. Разработанная нами поведенческая задача позволила нам понять, как мыши могут распознавать разных особей и связывать их с разными эмоциональными валентностями. Этот протокол будет полезен для понимания социальной памяти и изучения социальных нарушений при некоторых психических расстройствах.
Большинство исследований на грызунах опираются на задачи социальной новизны, но они не позволяют оценить узнавание между знакомыми людьми. Наши валентные задания демонстрируют, что мыши могут распознавать разных конспецифичей с разными эмоциональными ассоциациями. Эта парадигма предоставляет ценные инструменты для изучения социальных нарушений при таких расстройствах, как расстройства аутистического спектра и шизофрения.
Наши результаты поднимают вопросы о мозговых механизмах, лежащих в основе распознавания личности. Эта задача позволяет изучить распознавание идентичности у здоровых мышей и мышиных моделей аутизма и шизофрении. Кроме того, они показывают, как социальная валентность, будь то положительная или отрицательная, влияет на этот процесс.
Они используют аверсивные и аппетитные стимулы, чтобы изучить, как социальное взаимодействие формирует узнавание идентичности. Для начала поместите пустой корпус из плексигласа с непроводящим полом в центре, чтобы подготовить шоковую коробку. Затем поместите мышь в угол шок-бокса и дайте ей свободно исследовать его в течение пяти минут.
Чтобы создать нейтральную контекстную среду, поместите на пол прямоугольной прозрачной коробки официальный лист, уникальный для каждой тематической мыши. После одного часа проживания в шок-боксе поместите мышь на бумагу для жилья в нейтральном контексте. Далее установите ток на 0,3 миллиампера, чтобы подготовить амортизатор к тренировке с отрицательной валентностью.
Поместите отрицательно валентную социальную мишень в корпус из плексигласа с непроводящим дном в центре амортизатора. Запустите запись видео и поместите мышь в угол шок-бокса. Затем запустите таймер, и на 4 и 4,5 минуты подайте удар током длиной в одну секунду.
Затем поместите нейтральную социальную цель в корпус из плексигласа с непроводящим дном в центре нейтрального контекста. Запустите запись видео и поместите мышь в угол нейтрального контекста. Запустите таймер и позвольте мышке свободно исследовать.
Через пять минут уберите мышь и остановите запись и таймер. Для положительной социальной валентности, после привыкания к сахарозе с помощью пищевых гранул, поместите пустое плексигласовое ограждение в угол контекста, чтобы подготовить позитивный валентный контекст. Поместите мышь в угол положительного валентного контекста и дайте ей возможность свободно исследовать ее в течение 10 минут.
Через час повторите процедуру привыкания к контексту в нейтральном контексте в прямоугольной прозрачной коробке. Для тренировки позитивной валентности поместите позитивно валентную социальную цель в оболочку в центре позитивного валентного контекста. Запустите запись видео и поместите мышь в угол положительного валентного контекста.
При каждом взаимодействии с социальной целью, продолжающемся более двух секунд, доставляйте одну гранулу сахарозы с помощью пищевого порта. Определите взаимодействие как периоды, когда нос мыши находится на расстоянии менее двух сантиметров от периферии плексигласового корпуса под углом головы, направленным в сторону вольера. Через 10 минут уберите мышь и остановите запись и таймер.
Для нейтральной тренировки поместите нейтральную социальную цель в ограждение в углу нейтрального контекста. Запустите запись видео и поместите мышь в угол нейтрального контекста. Уберите мышь на 10 минут и остановите запись и таймер.
Чтобы проверить социальную дискриминацию, на первом сеансе поместите две пустые проволочные чашки в противоположные углы левой и правой камер трехкамерного ящика для социальной дискриминации. Начните запись видео. Поместите предметную мышь в центр средней камеры и запустите таймер.
Через восемь минут вернитесь в комнату для испытаний и, не прикасаясь к испытуемой мыши, используйте дверцы камеры, чтобы заключить испытуемого в среднюю камеру. Замените пустые проволочные стаканчики на идентичный, но другой набор стаканчиков, содержащих социальные цели. Уберите дверцы камеры и запустите таймер, пока мышь исследует объект во втором сеансе.
Через восемь минут остановите запись и верните мышь и социальные объекты в соответствующие домашние клетки. Для поведенческих исследований проанализируйте время взаимодействия с каждой социальной мишенью и подсчитайте количество приступов взаимодействия. Измерьте количество времени, в течение которого испытуемая мышь исследует каждую чашку в течение непрерывного восьмиминутного теста, начинающегося после того, как экспериментатор покидает комнату.
Большинство мышей потребляли все гранулы сахарозы к последнему дню заселения по сравнению с начальным днем. Обученные мыши показали предпочтение взаимодействия с мышью, связанной с положительной валентностью, по сравнению с нейтральной мышью во время задачи социальной дискриминации. Соотношение взаимодействия во втором сеансе по сравнению с первым сеансом показало предпочтение мыши, связанной с положительной валентностью.
Испытуемые мыши сократили время взаимодействия с мышью, связанной с отрицательной валентностью, по сравнению с нейтральной мышью во время теста на социальную дискриминацию. Соотношение взаимодействия во втором сеансе и во время взаимодействия в первом сеансе показало предпочтение нейтральной мыши по сравнению с мышью, связанной с отрицательной валентностью.
Обзор
В данном исследовании изучаются социальная память и распознавание идентичности у мышей линии C57BL/6 с помощью поведенческих тестов, в которых социальные объекты связываются с эмоциональной валентностью. Полученные результаты расширяют понимание социального познания как у здоровых мышей, так и в моделях мышей с различными заболеваниями.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая психология
- Модели на животных
Теоретические сведения
- Социальная память имеет решающее значение для социального взаимодействия животных.
- Традиционные тесты часто оказываются неэффективными для оценки распознавания знакомых особей.
- Понимание социального познания может дать представление о психических расстройствах.
- Задания, основанные на валентности, позволяют выявить, как эмоциональные ассоциации влияют на распознавание.
Цель исследования
- Разработать задания для исследования распознавания идентичности у мышей.
- Изучить влияние эмоциональной валентности на социальную память.
- Предоставить инструменты для изучения социальных нарушений при таких расстройствах, как аутизм и шизофрения.
Используемые методы
- Поведенческие задачи, включающие обучение положительному и отрицательному валентному воздействию.
- Использование шоковой камеры для формирования отрицательной валентности и положительного контекста для формирования положительной валентности.
- Тесты на социальную дискриминацию с использованием проволочных стаканчиков для оценки времени взаимодействия.
- Анализ предпочтений во взаимодействии с различными социальными объектами.
Основные результаты
- Мыши проявляли предпочтение к социальным объектам с положительной валентностью.
- Время взаимодействия с объектами с отрицательной валентностью сократилось.
- Обученные мыши продемонстрировали значимые различия в тестах на социальное распознавание.
- Полученные данные свидетельствуют о том, что эмоциональная валентность влияет на распознавание особи у мышей.
Выводы
- Разработанные задания эффективны для изучения социальной памяти у мышей.
- Эмоциональные ассоциации играют критическую роль в распознавании идентичности.
- Данное исследование позволяет лучше понять нарушения социального познания при психических расстройствах.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Задачи по поведенческому распознаванию личности у мышей представляют собой надежную платформу для изучения механизмов социальной памяти и присвоения эмоциональной валентности, что имеет критическое значение для понимания моделей нейропсихиатрических заболеваний. Эти анализы позволяют проводить валидацию мишеней на ранних стадиях и снижать механистические риски для терапевтических программ, направленных на коррекцию дефицита социального познания. Данный подход повышает прогностическую достоверность в трансляционных исследовательских конвейерах, посвященных таким расстройствам, как расстройства аутистического спектра и шизофрения.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать пути социальной памяти и механизмы распознавания личности in vivo.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней для генов или нейронных цепей, участвующих в социальном познании.
- Способствует снижению механистических рисков путем установления связи между поведенческими фенотипами и молекулярным воздействием.
- Обеспечивает прогностическую уверенность при разработке моделей нейропсихиатрических заболеваний.
Скрининг и разработка анализа
- Устанавливает валидированные поведенческие конечные точки для скрининга соединений или генетического скрининга в исследованиях социального познания.
- Обеспечивает воспроизводимые количественные показатели социальной дискриминации и предпочтений на основе валентности.
- Позволяет стандартизировать поведенческие анализы для сопоставимости данных между различными исследованиями и центрами.
- Подготавливает системы для масштабируемого скрининга потенциальных терапевтических средств, направленных на устранение социального дефицита.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие поведенческих результатов фенотипам, характерным для моделей аутизма и шизофрении.
- Поддерживает непрерывность процесса от раннего поиска до доклинической валидации мишеней социального познания.
- Предоставляет скорректированные с учетом рисков данные для продвижения кандидатных методов терапии нарушений социального взаимодействия.
- Позволяет разрабатывать биомаркеры путем корреляции поведенческих и молекулярных показателей.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Задачи по распознаванию идентичности занимают определенное место в континууме от фундаментальных открытий до доклинических исследований, связывая ранние механистические исследования с валидацией трансляционных моделей нейропсихиатрических расстройств.
- Фундаментальная биология: упрощает проверку гипотез о цепях социальной памяти и присвоении эмоциональной валентности.
- Скрининг: обеспечивает количественные, воспроизводимые поведенческие конечные точки для исследований влияния соединений или генетических вмешательств.
- Аналитика: позволяет рассчитывать время взаимодействия и коэффициенты предпочтения для надежного статистического сравнения между экспериментальными группами.
- Трансляционные исследования: связывают поведенческие фенотипы с моделями заболеваний, что способствует разработке биомаркеров и терапевтических средств.
- Корпоративное использование: предлагает стандартизированную поведенческую платформу, которую можно адаптировать для различных программ нейропсихиатрических исследований.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неоднозначность в исследованиях социального познания.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость анализов для кросс-функциональных групп.
- Стратегическая ценность: оптимизирует процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и распределение капитала для нейропсихиатрических портфелей.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритизацию мишеней и методов вмешательства при коррекции социального дефицита с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области поведенческой нейробиологии и навыка работы с грызунами.
- Необходима специализированная инфраструктура для проведения поведенческого тестирования и возможности видеоанализа.
- Требуется строгая стандартизация протоколов обучения и оценки между всеми членами команды.
- Может потребоваться адаптация для различных линий мышей или моделей заболеваний.
- Потенциальные ограничения включают вариабельность социальной мотивации и чувствительность к контексту.
