本文介绍了T-迷宫测试,使用修改后的自动化设备,为评估小鼠学习和记忆功能的协议。
被迫交替使用T-迷宫的左,右的歧视任务已被广泛用于评估工作和参考记忆,分别在啮齿类动物中,。在我们的实验室中,我们评估的两种类型的内存,超过30株遗传工程小鼠,使用该设备的自动化版本。在这里,我们提出了修改后的T-迷宫视频跟踪系统和我们的协议在影片格式由计算机操作的仪器。 T-迷宫的设备,包括推拉门,可以自动打开向下,每个一开始框,一个T形的小巷,在一个盒子侧面两箱与自动颗粒掌柜,两个L形小巷分区关闭跑道。每一个L形的胡同是连接开始框,这样的小鼠可以返回到起始框,其中不包括对小鼠行为的影响实验者处理。该仪器还具有优势,在体内微透析,体内电,光遗传学技术部iques可以在T-迷宫的表现,因为门的设计进入地板。在这部影片中的文章中,我们描述了T-迷宫的任务,使用的自动化设备和T-迷宫的α-CaMKII的+ / – 小鼠,报告显示在八臂的径向迷宫任务,工作记忆障碍的性能。我们的数据表明,α-CaMKII的+ / – 小鼠显示工作记忆障碍,但没有参考记忆障碍,和以前的研究结果,使用八臂的径向迷宫任务,支持协议的有效性是一致的。此外,我们的数据表明,突变往往表现出逆转学习赤字,表明α-CaMKII的缺乏导致行为的灵活性降低。因此,T-迷宫测试,使用修改后的自动装置是有用的评估工作和小鼠参考记忆和行为的灵活性。
被广泛用于评估工作和参考记忆,分别在啮齿类动物中的4,5,被迫交替和左,右歧视的任务,使用T-迷宫。在T-迷宫的任务,它是已知的,老鼠可以使用不同的策略来执行任务,对空间和非空间线索的基础,如迷宫外线索,配置房间的线索,迷宫的方向,等等, 6,7,8。在一个房间里,它的稳定性,缺乏或偏光房间线索存在的迷宫,方向和啮齿动物的能力,在房间里看到的线索可能会影响战略。因此,研究人员需要考虑的配置和定位仪器和线索,在房间中进行的实验和行为数据的解释。在我们的实验室,我们将在同一个方向朝墙在隔音室和集对象,如房间的门,在天花板上的日光灯,房间的墙壁,CCD相机,两个仪器面临仪器,机架,以适应老鼠笼,可作为额外的迷宫空间小鼠线索(图1C)。
在许多情况下,T-迷宫测试已手动进行人类实验者如下:在每个试验中,实验者把食物托盘上的蔗糖颗粒,并打开仪器开始测试了断头台门。然后,当鼠标进入的武器之一,实验者关闭的门,记录鼠标行为,从手臂传输鼠标的手开始框。可能的混杂变量的处理与鼠标基因型或实验条件下相互作用,可能影响T-迷宫的性能。即使在过去的十年中,已连续交替的任务,不涉及手动转移主体的目标手臂回到开始框中修改后的T-迷宫测试。9-11仪器,测试协议,许多环境变量大力相提并论,STAndardized行为测试并不总是产生类似的结果在不同的实验室12,13。每个实验室执行测试的具体实验者可能是唯一的,也可以影响小鼠的行为。此外,人类实验者是一般容易做出错误,如乱放蔗糖颗粒,打开或关闭其他门,以及为错误跟踪试验的数量和计时。为了减少混杂变量的影响和人为错误的发生,我们已制定并采用自动化的T-迷宫装置,通过视频与图像TM程序跟踪系统控制。改进后的T-迷宫仪器也有优势,让我们用微透析,电,光遗传学技术在T型迷宫的性能,因为门的设计进入地板。因此,自动化设备,是一个有用的工具,以方便工作和参考在啮齿类动物的记忆的神经生物学研究。
要启用自动和连续的一系列会议在审判执行,我们的协议有一些潜在的缺点。例如,在被迫交替任务,时间为小鼠回去到S1,从A1或A2可能会影响他们的表现。它可能不是一个严重的问题,虽然自住P1或P2区本身可以是一个空间的线索,在这两方面的长期或短期逗留在强迫选择运行,不得更改内存负载。另一个潜在的问题是老鼠的气味线索,而不是空间工作记忆,可以使用。然而,几个试验后,气味径可以覆盖多次,将成为难以被利用为线索。此外,在左歧视光任务,气味创新可能有助于找到一个跨连续试验的报酬的位置小鼠的嗅觉线索。线索可能影响整个试验的学习和记忆过程中的一个会话,这可能会是一个问题。然而,小鼠不能在一审中的一个会话使用气味跟踪策略,并因此第一次审判的表演将作为一个指标,是没有气味跟踪战略的一个潜在用途。
为代表的结果显示,控制C57BL/6J小鼠%的正确反应的逐渐增加,整个会议在这两个任务。调查结果证实,C57BL/6J小鼠学习,使正确的选择,在修改后的自动T-迷宫。在这项研究中,小鼠停留在80%左右的正确选择,没有更广泛的培训后(见图2A)。考虑到他们保持整个培训一些遗漏的错误,他们的动机可能是小鼠,以达到更高的性能水平如此之高。在被迫交替的任务,α-CaMKII的+ / – 小鼠表现出比对照组的正确反应的比例较低。因此,突变小鼠显示受损的表现相比,对照组小鼠在此TASK。这一结果是在八臂径向迷宫测试2,14获得以前的研究结果是一致的,提供进一步的证据,α-CaMKII的缺乏导致在工作记忆中的赤字,并被迫交替的任务自动化的T-迷宫仪器准确检测突变小鼠的记忆障碍。在左,右的歧视任务,结果表明,α-CaMKII的不足剂量不影响参考记忆。然而,在逆转学习会议的结果显示,α-CaMKII的不足可能会降低行为的灵活性。突变小鼠也显示比对照组更多的遗漏错误,逆转学习会议期间。遗漏错误的数目增加,可以减少学习的机会与奖励相关的手臂。因此,收购延迟的学习可能是由于遗漏错误的数目增加,在最初的会议,但不受损的逆转升收入。另一种可能性是,突变体,可以通过规则的变化,这可能会导致错误和遗漏干扰执行功能相混淆。因此,制订一个合理的结论,遗漏错误,应进行审查以及正确的选择比例。
TM程序生成的图像,前往额外的延迟时间和距离的结果以及完成会话的正确反应率和遗漏错误的数目。在潜伏期和距离的差异到完成会议可能被解释为在运动的活动水平,冲动倾向选择的武器,执行任务的动力,习惯性的任务,不同的学习策略水平等方面差异具有代表性的结果,α-CaMKII的+ / – 小鼠表现出较短的延迟和短距离比对照前往。事实上,αCaMKII的+ / – 小鼠相比呈hyperlocomotor活动到T他对照组3型可以依据指 数的差异。
在我们的实验室,我们已经评估了超过36株遗传工程小鼠和野生型对照小鼠在T-迷宫测试使用的自动化设备,以阐明基因,大脑和行为15,16之间的关系。我们已经获得了超过1200只小鼠的原始数据大集,与已报道的几株在3,16-22突变小鼠的T-迷宫性能数据。株已经发表的研究文章中的数据都包含在“鼠标行为表型数据库”作为一个公共数据库(网址: http://www.mouse-phenotype.org/~~V )。一些研究表明,突变DTNBP1 1,NRD1 20 PLP1 21个基因小鼠显示工作记忆障碍。因此,我们的标准化协议与自动化的T-迷宫任务仪器是适合检测记忆功能的突变体和野生型对照小鼠之间的遗传效应。行为测试协议需要标准化,复制,跨实验室比较的结果。改进的T-迷宫设备的自动化测试程序,这将有助于整个实验室使用的协议的标准化。
在这部影片的文章显示,当前版本的设备和程序,可以让我们测试或黑色条纹的小鼠,但不是白化小鼠。现在,我们正在制作一个系统的修改后的版本,使白化小鼠进行测试。体内微透析,体内电,光遗传学实验,可以进行T-迷宫测试期间,由于门的设计走在地板下,该系统具有的优势。例如,一些研究人员可能试图探讨在海马神经元的电生理特性,在选择武器虽然可能需要从门和颗粒去除机制的驱动器,以尽量减少电噪声的设备有所改善。
两者合计,T-迷宫被迫交替和左,右歧视的任务,使用修改后的自动装置是有用的评估工作,并在小鼠参考记忆和行为的灵活性。
The authors have nothing to disclose.
我们感谢他在帮助发展中国家图片TM程序行为分析中西一夫。这项研究得到了赠款援助的探索性研究(19653081),格兰特在科学研究援助(二)(21300121),资助科研创新领域的援助(综合脑科学网)教育部,科学,体育和文化的日本,从日本神经信息学中心(NIJC)赠款,并从波峰与日本科学技术振兴机构(JST)鸟的赠款。