Protocol
注：ここに実行されたすべての手順は、に提出され、動物実験委員会（研究コンプライアンス室）によって承認され、NIHガイドライン以下の行われたました。行動試験パラダイムで使用されるマウスは、ナイーブと他のテストには使用されませんでした。このプロトコルで使用されるC57BL / 6野生型およびノックアウトマウスは、9以前に記載されており、ここに示されたデータは、その原稿からのものである。
テストルームとオープンフィールド装置の作製
- 4活動チャンバーからなる複数の単位オープンフィールド迷路（OFM）を使用するこの分析（ 図1）のために使用した。各チャンバ50センチメートル（長さ）を測定した50センチメートル（幅）38センチメートル（高さ）×白と高密度非多孔性プラスチックから作られたxは。
- 迷路の壁が滑らかであったが、歩行時のトラクションのための迷路の床を質感。迷路の象限は、この試験の目的のために完全に空だった。このプロトの残りの部分を考慮して鞍部、上述の迷路の単一象限はOFMを実証するために利用される。
- 使用前に、前の主題をマウスで左どんな香り手がかりを除去するために次の試験の前に95％エタノールを有するチャンバを拭きます。
- エタノールは、試験前のマウスに完全に蒸発することを許可する。これは、各テストセッションの間に5〜10分かかる場合があります。
- この分析のために、マウスの動きを記録し、評価するPanLab /ハーバード装置からSMARTビデオ追跡ソフトウェアを使用しています。
注：すべての商用ビデオ追跡カメラおよびソフトウェアは、被験者を追跡し、オープンフィールド迷路の結果を評価することができる。エンドユーザがキャリブレーションする方法を理解し、個々の分析のために使用されるソフトウェアを実行することは非常に重要である。カメラおよびソフトウェアが正しく製造業者の指示書に従って較正されたときにかかわらず使用されるビデオカメラやトラッキングソフトウェアの、最良の結果が得られる。 - テストIを実行します標準迷路装置及びソフトウェアを実行するために必要なコンピュータを含むことが可能な照明された部屋をナ。天井に取り付けることにより、カメラのレンズが全体迷路領域（ 図2）を見ることを可能にする任意の高められたサポートシステムのいずれかを使用して迷路の上にビデオカメラを中断する。
- テストの人間の管理者として、マウスの動作に影響しないように迷路内の被験者によって完全に観察不能であることが部屋に十分なスペースを用意してください。
2.活性を測定するためにソフトウェアの準備
- ビデオ追跡ソフトウェアを開きます。
- ソフトウェアが開かれると、「データ収集」タブと、このオプションを開くには、シングルクリックの下に位置する「シングルターゲット追尾」オプションにカーソルを移動。
- 画面の下部にある「静的背景」オプションを選択します。
- 「静的背景」を選択した後選んだあるnは、その前の被験者の添加迷路の画像を撮影するためのソフトウェアを使用する必要がある。これを行うには、画面とシングルクリックの下部にある「写真」ボタンにカーソルを移動します。
注：ソフトウェアは、追跡プロセス中に撮影された画像から減算される被験者なしシナリオを撮影します。これは、被写体の動きをソフトウェアにより分析されることになる。 - 上記撮影した背景画像が完全に画面の下部にある「テスト」ボタンにカーソルを移動し、一度クリックすることにより、追跡ソフトウェアによって除去されることを確認します。背景画像が完全に追跡画像から削除された場合、白色の固体フィールドが表示される。照明条件が変化したり迷路を誤って移動した場合は、2つのイメージが完全に一致していないことを示す、このフィールドに黒の「影」を参照してくださいます。この状況を解決するには、単にサントを繰り返すP上記2.4。
- 背景の設定を確認した後、時間が取得時に制御されている方法を設定するタイミングオプションを使用します。これを行うには、「設定」タブにカーソルを合わせ、「タイミング」の見出しを一度クリックしてください。実験パラメータを入力するために、新しく開いたウィンドウを使用してください。
- このプロトコルのために、10分間の追跡期間として「プログラムされた時間」オプションを選択しました。迷路の中央にマウスを置くと追跡の開始前に離れて移動するためのユーザーの時間を可能にするために5秒に「潜伏期間」に設定します。試験期間のための10分の「取得時間」と入力します。自動的にカメラとソフトウェアのトラッキング機能をオフにします」プログラムされた時間（10分）が終了すると "に設定し「停止制御」を設定してください。
- すべてのタイミングは、ウィンドウを閉じるように設定された後、「閉じる」ボタンにカーソルを移動します。これで、テストを開始する準備ができました手順をる。
オープンフィールド試験の3.管理
注：このプロトコルで使用されるソフトウェアパッケージは、一度に最大16の個々のマウスの追跡を可能にする。完了を容易にするために、上述したように、ここで説明するプロトコルは、OFMの単一象限を使用して、単一のマウスである。このプロトコルの使用中の機器については、4個々のマウスの最大は迷路の各象限を使用して追跡することができた。複数エンクロージャー迷路を利用した場合は、その定義された象限に第一の主題のマウスを配置した後、分析を追跡するための、それぞれの迷路の象限に残りのマウスを置く。このプロトコルの目的のために、さらなる命令は、迷路の単一象限に特異的である。
- 試験室に彼らの住宅の部屋から自分のホームケージでマウスを持参してください。マウスは、試験の開始前に最低30分間処置室に順応できるようにします。
- シングルMを削除そっとその尾をつかんでホームケージからウーズと同時にマウスの動きの追跡を開始するには、[開始]ボタンをシングルクリックすることでSMARTソフトウェアを起動しながら、オープンフィールド迷路の中央にマウスを置く。マウスは迷路の周囲の壁とリリースのタイミングに速やかに移動し、マウスのキャプチャをトラッキングこの動きを記録するために一致すべきであるのは正常です。
- 、追跡ソフトウェアは動きを記録します、その間に1つの10分の期間（ 図3）のために迷路のそれぞれの象限を通じて主題マウスの自由と途切れない移動を可能に。
- 試験期間の終わりに、静かに主題マウスを拾う迷路からそれを削除し、そのホームケージに戻す。
- 迷路をクリーニングする前に、視覚的に迷路に存在する糞丸薬ペレットをカウントし、手動で、さらなる分析のための番号を記録します。
- すべての糞を削除し、排尿の全てのスポットを拭き取る。 95％のエタノールで迷路象限の床と壁をスプレーし、清潔な紙タオルで拭いてください。事前の他のマウスの試験に完全に乾燥さエタノール溶液を許可する。
- 次のマウスを使って手順を繰り返します。
4.測定とテスト手順の間挙動の解析
注：測定のために、オープンフィールド行動の三つの側面が容易に（説明を参照してください）このプロトコルを使用して特徴づけられる。ビデオトラッキングソフトウェアでこれらの測定値にアクセスする方法についての簡単な命令は以下の通りである。
- SMARTソフトウェアのメイン画面から、ゾーンエディタを開くには、「ゾーン」タブをシングルクリック、「定義」にカーソルを移動します。
- SMARTソフトウェアのユーザーズマニュアルの詳細な手順は、追跡経路上にオーバーレイするゾーンまたはグリッドを定義しない従ってください。ここでは、ソフトウェアは、迷路の床をカバーする10cmの正方形（5×5グリッドを定義するために使用された
- SMARTソフトウェアのメイン画面から、「分析」タブにカーソルを移動して、単一のデータ分析]ウィンドウを開きます。
- 「ファイル」タブにカーソルを移動し、上記で作成したゾーンファイルを開きます。
- 「設定」タブにカーソルを移動し、「トラック分析」オプションを開きます。これは「シングル主題分析の設定」ウィンドウが開きます。
- 「標準」タブにカーソルを移動し、含まれるパラメータボックス（右側）に使用可能なパラメータボックス（左側）から「同伴距離」パラメータを移動します。
- 「ゾーントランジション」タブにカーソルを移動し、上記のように含まれるパラメータボックスにすべての適切なパラメータを移動します。
- 「フルトラック」ボックスがウィンドウの下部にチェックされていることを確認してください。
- モーOKボタンにカーソルをVEの、シングルサブジェクト解析設定ウィンドウを閉じます。
注：あなたが実行したい分析によっては、他の多くのオプションが解析から、鉱山データに、このウィンドウで選択することができます。パラメータは、あなたのデータの分析のために最も重要であるか決定するためにあなたの特定のプログラムの詳細な取扱説明書をお読みください。
- プログラムウィンドウの左上の[ファイル]タブの下では、単一の対象トラックウィンドウを開き、分析されているすべてのトラックの横にチェックマークを付けます。ウィンドウの上部にあるチェックマークボタンにカーソルを移動し、トラックExplorerウィンドウを閉じます。
- データ解析ウィンドウ内の「移動」ボタンにカーソルを移動し、シングルトラックデータの分析を開始するためにクリックします。
- 分析データは、いずれかのASCIIテキストファイルとして出力することができるか、または直接EXCELスプレッドシートにエクスポートすることができる。出力DAには、使用しているソフトウェアプログラムの出力ツールを使用して、あなた自身の使用のためにTA。
注：総移動距離と指示されたゾーンで過ごした時間は、上記で概説したデータ分析の手順に従って出力されます。ここでも、ここに表され、これらの測定に到達するまでの手順を使用し、ユーザソフトウェアによって異なりますことを強調している。しかし、データ自体と結果の解釈は、使用されるソフトウェアプログラムの同じような独立している必要があります。これは、収集されたすべてのデータは、ソフトウェアではなく、管理者が測定したデータを定量化し、試験管理バイアスが、このプロトコルから取り出されていることも注目に値する。以上説明のように収集されたデータへのqualifiable要素は存在しない。
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Representative Results
ほとんどの場合、試験したマウスの株当たりの個体の平均数は約20で十分な統計的関連性を生成することである。しかし、この数は、マウスの可用性に応じて8-30の範囲にすることができる。必要な測定または比較に応じて、年齢をマッチさせた被験者を使用することも好ましい。
オープンフィールド迷路に測定するための第一と間違いなく最も重要な特定のパラメータは、総歩行距離です。測定単位は、比較目的のためには無関係であるが、それはほとんどの場合、メトリック測定（cm）のように表される。ここでは（ 図5）に提示実験データでは、野生型（WT）または正常C57BL / 6マウスは、特定のノックアウトC57BL / 6マウス系統（KO）と同様の歩行能力を示す。横断総距離は株または治療の間で類似している場合には自発運動が効果的equaから削除されるため、感情的な行動のさらなる分析が簡略化されているる。試験したマウスの運動能力に大きな差がある場合は、さらにそのような迷路の特定の指定区域で過ごしたゾーンエントリや時間などの分析を代わりに歪みや治療効果の非アクティブが原因でスキューすることができます。技術は、不均等な自発運動を説明するために存在するが、これらはほとんどの場合、研究の質問に固有のものです。
2マウス系統間の総歩行距離は類似していたように、我々は接触走性を分析することができました、または被験者の傾向は、KOマウス対WT（ 図6）で、壁に近いままに。接触走性の程度は、マウス10で不安惹起行動の尺度として検証されている。不安レベルなどの接触走性の増加は上昇。 SMARTソフトウェアを使用して、各ゾーンが計算され、tの合計時間（10分）の関数として示さ外側ゾーンに対するインナーゾーンにおいて費やしたマウス（ 図3）と、時間によって移動経路上に重層した彼は迷路。この場合には、KOマウスは、その野生型対応物よりも有意に高い不安惹起挙動を示した。代表的な走行経路は、WTマウスパスは両方のマウスの移動距離があっても迷路の壁に近いままKOマウスの場合よりもはるかに高い周波数で、迷路の中央領域を横断し、図4に見ることができる類似した。私たちは、KOマウスはWTマウスが何よりも不安に関連する行動を示すことがこのことから結論付けることができます。
さらに、支持体に、KOマウスにおいて被験者を除去した後に10分間の試験期間は、観察者によって計数した後に迷路に残っ糞便丸薬（ 図13）不安レベルを増加させた。 WTマウスと比較した場合、非常に感情的な動物が増加排便を示すことが人気の図以下、KOマウスは、糞便丸薬の存在の有意な増加を示す。これは、KOマウスにおいて測定された接触走性のレベルと相関し、股関節を示すそれらのWT対応物と比較した場合、この研究において使用ノックアウトマウストン増加情動不安を示した。
4象限OFMの1例を図 。 OFM写真は、サンディエゴ·インスツルメンツから入手したと記載されているすべてのテスト手順で使用された。迷路の1象限の寸法はセンチメートルであり、各象限は（Q1-Q4）を同定している。
4象限OFMのオーバーヘッドカメラビューの2例を図 。示した画像は、追跡手順の前にSMARTソフトウェアによって認識カメラの視野の代表である。各象限は、（Q4）から（Q1）を標識し、追跡のための単一のマウスを含んでいるでしょう。
WTとKOマウスのためのトラックパスの図3.比較 。 WT又はKOマウスのいずれかのための代表的なトラックが示されている。各トラックは、試験の10分の期間中に被写体が移動した総距離を表す。開始点（B）とトラッキングの終点（E）が示されている。 KOトラックが迷路の壁に近接して密接したままトラックを定期的に迷路の中央部に交差WT例が増加接触走性または不安関連挙動を示した。
OFMから接触走性のための追跡データを解釈するために使用される図4.ゾーンのオーバーレイ 。 SMARTソフトウェア分析パッケージを使用して、10×10cmの領域の一連であったidentifiedおよび主題曲を評価するために使用。識別されるようにインナーゾーン9のブロックからなり、網掛けされている間、外側ゾーンは、16個のブロックで構成されていた。迷路の外側ゾーンで過ごした長い時間が増加接触走性として記録され、増幅不安関連行動の指標であるされている。
図5.総距離は。OFMで旅し 、WT（N = 24）とKO（N = 27）マウスはそれぞれのトラックのセンチメートルでOFMと総距離に供したが、歩行の違いを視覚化するために結合し、統計学的に分析した。総距離を測定したところ、WTおよびKOマウスは、OFMで同様に行う。平均+/- SEM統計解析さ（t -tests）はExcel 2010の（マイクロソフト、レドモンドWA）とSAS 9.2（SASインスティチュート、カリーNC）を用いて実施したように、データの結果を表した。 [データはmodifieですラメシュバブーからD、et.al.、2008]
図6時間OFMの内側及び外側ゾーンで過ごした。WTた（n = 24）およびKOた（n = 27）マウスは、統計的にマウスの違いを分析した迷路の内側及び外側ゾーンで費やさOFM及び時間に供した菌株。時間は、 図7の措置接触走や壁にぴったりの動作で識別された迷路の外側のゾーンで過ごし、不安関連行動の指標である。 KOマウスは、接触走性に基づいて、WTよりも高い不安尺度を示した。データのための結果は、平均として表した+/- SEM統計は、Excel 2010（マイクロソフト、レドモンドWA）とSAS 9.2（SASインスティチュート、カリーNC）を用いて実施した（Tの -tests）を解析する。P <0.05。 [データはラメシュバブー、et.al.、2008年から変更されている]
図OFM 7.糞便丸薬預金。WT（N = 24）とKO（N = 27）マウスはバックホームケージに迷路から削除される前に、OFMで10分間の試験を完了させた。マウスを除いた後、排便または糞便丸薬預金の数を手動で観察者によって計数した。丸薬の数の増加は、対象動物の不安の増大及び情動性を示すことができる。 WTと比較した場合、KOマウスは、糞便丸薬の増加を示した。データのための結果は、平均として表した+/- SEM統計は、Excel 2010（マイクロソフト、レドモンドWA）とSAS 9.2（SASインスティチュート、カリーNC）を用いて実施した（Tの -tests）を解析する。P <0.05。 [データもともとラメシュバブー、et.al.、2008年に出版さ]
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Discussion
オープンフィールド迷路は、動物行動研究において最も広く使用されているプラットフォームのひとつです。 2,4 OFMの実行中に収集し、分析することができる重要な従来の動物行動学パラメータの数。これらのデータは、研究者は、全体的な運動活性から不安関連感情的な行動8に至るまでの行動を測定することができます。しかし、OFMの使用はその欠点がないわけではない。 One交絡の問題は、すべてのテストセッション中に操作することができ、静的変数の広い範囲です。例としては、時間、照明条件及び新規物体を含めることがあります。アプリケーションの広域スペクトルをサポートするために不可欠な実験プロトコルのセットアップやデザインの変動は、それが困難な研究を比較することができます。そのような別の背景またはトランスジェニックマウス系統として受けたときの変動、および薬物治療が含まれ、テストの比較が困難であるがさらに増大させることができる。これらの問題にもかかわらず、OFMは齧歯類行動研究において最も広く適用される技術の一つである。ここでは、それは、マウスの不安および情動に関連するOFM及びそれらの分析から得られた結果を議論する。
ここでは、オープンフィールド行動の三つの側面が容易にこのプロトコルを使用して特徴づけられる：1）総距離は、テストの全体時限部分の間、（）のCMでカバー。 2）接触走性または10分の合計試験時間の割合の測定は、対象は、不安様行動の指標である迷路の外壁に隣接して残る。 3）被験者が除去された後象限に残っ糞石の数（ボーラス）がカウントされる。排便は、げっ歯類5における情動性の負に関連する尺度であり、マウス被験体における不安のレベルを示すために使用することができる。 SMARTソフトウェアでこれらの測定値にアクセスする方法についての簡単な命令は以下の通り。
試験対象の運動活性は重要である前OFMデータの分析に、またはそのことについて、任意の動物行動の迷路のために識別する。マウスまたは薬物治療の異なる効果の異なる株を比較する場合、マウスの歩行能力が最も重要です。運動能力は、治療効果に起因して損なわれている場合は、交絡されて移動する対象の能力に依存する活性を測定する。したがって、この実験の最初のステップは、2つの対象の株の間で総移動を比較することであった。 SMARTソフトウェアの被写体追尾機能を使用して、我々は、C57BL / 6マウス（ 図4）の2つの異なる株による試験期間中に迷路でカバー総歩行距離を測定した。野生型（WT）と遺伝的ノックアウトマウス（KO）の両方が同じような歩行能力を発揮した。総距離で統計的な差は、（CMで）ありませんでした実験の10分の時間枠全体でいずれかのマウスラインが移動した。 1株は比べ歩行で有意な差を示していた他の、より特殊な調査のために、おそらく他の行動パラダイムを使用して、差を特徴付けるために必要とされるであろう。しかし、この場合には、対象株の歩行は、未調整のOFM由来のデータを直接使用してさらに抗不安パラメータを調査することを可能に等しかった。これは、いくつかの研究者は、高い活性を解釈したり他の人が情動11から独立している探索行動を想像しながら、低情動性の指標として探索行動を増加させていることに留意されたい。一つは、自発運動の違いが感情的な措置12を混乱することができますことを認識する必要がある。総歩行距離は、ここで使用されるマウス系統間で同様であったしかし、マウスの活動レベルは、情動性因子から分離した。
行動を飼育することは垂直直立位置に両後足の上に立って対象の動物で構成されています。これは、探索行動とみなされ、として使用されているOFMと高架式十字迷路13の両方に不安の尺度。しかし、行動を飼育すると、抗不安または不安惹起どちらかであることが明確な兆候はありません。いくつかの研究は、他の人が行動が増加した不安15の指標で飼育減少仮定ながら増加し飼育したマウス14で増加した不安レベルとの一致であることを示す。実験プロトコルとを調べ動物行動学的なパラメータに応じて、ここでは分析しなかった飼育つつ、飼育は、単純な歩行動作と連動不安行動を識別するために使用することができる。
これは、齧歯類モデルにおいて不安を測定することははるかに複雑単一迷路環境16における単一のパラメータを使用するよりもあることが提案されている。従って、単一のテストで複数のテストまたは複数の対策を使用すると結果の評価を強化することができる。接触走や壁にぴったりの挙動ほとんどのげっ歯類の種で観察されているとも関連する不安にリンクされているhaviors。これは、最も可能性の高い大規模なオープンエリアや、知覚危険17,18の領域を避けるために、齧歯類の基盤となる傾向に結びついている。関係なく、根本的な原因の、接触走性は、多くの場合、テスト19関連のさらなる具体的な不安のための出発点と考えられている重要な不安連動動作です。
OFMで接触走性は、抗不安、不安惹起さらに非薬物治療を評価するために使用される。ドーパミンアゴニストは、D1とD2ドーパミン受容体が増加したドーパミン作動トランスミッション20による不安惹起様作用に関与することが示されているがジアゼパムおよびクロルジアゼポキシドなどの不安関連薬物はOFM 4マウスの行動に大きな影響を示している。 OFM 21におけるマウス不安様行動に応じて、明確な歪みの区別もあります。例えば、BALB / cマウスを、共通のハツカネズミのアルビノの実験室飼育し菌株は、より大きな行動応答を示すC57BL / 6マウス22を行うよりも、急性ストレスに。種は特定の研究課題に使用するテストのパラダイムと選んに関連するパラメータを設定するときにそのため、被験者間応答のベースラインの変動を考慮に入れなければなりません。
また、非常に感情的な動物が増加排便を示すことがポピュラーである。このビューには、いくつかによって裏付けされているが、不安の明確な尺度としての排便の有効性は23を疑問視されている。しかし、げっ歯類における情動と排便のイベントを相関ホールのオリジナルの論文（1934）以来、主題に関する文献を大量にこの関係2を支持しています。より最近の発見は、応答の違いはあまり明確で長期の観測（30分）とは対照的に排便が実際にここで行われるように比較的短い試験期間中に感情的な不安関連行動の有用な指標であることが示されている21
それは彼らの触覚感覚に依存しているOFMでマウスの行動を注意することが重要である。マウスは迷路の壁と触覚の接触を失うようにこのようにマウスへのいずれかへの損傷やウィスカーの不足が測定された不安連動行動の減少を引き起こすことが、より容易に3中央部を入力してください。迷路探索はまた、試験手順の間、あるいは迷路の床24の色に点灯食物または水の欠乏に依存してもよい。それは、不安関連行動のためのOFMの結果を解釈する前に、これらの変数と同様に、任意の治療誘発性の要因を検証することが重要です。原稿内のすべての試験条件の詳細な報告はまた、適切なクロス勉強比較を容易にすることが重要です。
ここで我々はそれを調べたマウスの運動運動と情動に関連するOFMの使用について説明している間も、OFMはまた、その他の動作のsuをテストするために使用することができる新規物体認識とメモリ25としてCH。分析されているメモリのタイプに応じて、新規物体と迷路の時間を24時間に5分ごとに異なることができる。新規物体認識試験における迷路の容易さおよび柔軟性は、短期または長期記憶の検査を可能にし、選択的に記憶形成の特定のステージに急性薬物治療の効果を分析するために使用することができる。結論として、OFMは、パフォーマンス26の頂テストです。測定された不安関連行動は、いくつかの行動の基礎となるプロセスの累積である。応答が検出可能に測定されると、このように、それは特定の欠陥を識別するために、さらにその応答を調査するためにしばしば必要である。
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Multi Unit Open Field Test | San Diego Instruments, Inc. | White 7001-0354 | Any single or multi unit open field maze can be used |
| SMART DT Tracking Software | PanLab/Harvard Apparatus | 76-0695 | Any tracking software can be utilized with this protocol |
| Sony 990x Video Camera Recorder | Sony | CCD-TRV328 | Any suitable video camera can be attached to computer for recording tracking profiles. |
References
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