Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Novel Object Exploration som en potensiell analyse for høyere orden repeterende atferd i Mus

Published: August 20, 2016 doi: 10.3791/54324

Introduction

Autisme spektrum lidelse (ASD) er en nevrologiske lidelse som består av tre kjernesymptomer: sosial verdifall, problemer med å kommunisere gjennom språk, og repeterende mønstrede atferd 1. Siden 2000 har antall personer som har blitt diagnostisert med ASD økt fra 1 i 150-1 i 68 i span på ti år 2. Selv om utbredelsen av sykdommen fortsetter å øke, er årsaken til sykdommen ennå ikke kjent. Det har vært en økning i arbeidet med å identifisere egnede musemodeller for kjernen og tilhørende symptomer på ASD, som disse modellene kan føre til en økt forståelse av de underliggende symptomer og årsaker til ASD. Det er flere innavlede musestammer som synes å vise atferd med ansiktet gyldighet for kjerne symptomene på ASD, inkludert repeterende atferd 3.

Begrenset, repeterende atferd (RRBs) er en kjerne symptom på noen psykiske lidelser som ASD.RRBs kan øke med alvorlighetsgraden av lidelsen 4, og kan drastisk forstyrre livsstilen til berørte individer. RRBs er vanligvis plassert i to kategorier, lavere-ordens repeterende atferd, som hos mennesker består av handlinger som rocking og hånd-flagrende; og høyere orden repeterende atferd, som består av streng overholdelse av rutine og motstand mot endring 5-8.

Lavere ordrerepeterende atferd har vært mye studert hos gnagere der de manifest som motoriske stereotypier, som lett kan observeres i et laboratorium innstilling 9. Disse atferd synes å ha god ansikt gyldighet for RRBs hos mennesker, og potensielt sterk begrepsvaliditet samt 10. Testing for tilstedeværelse av lavere ordre RRBs kan gjennomføres gjennom video overvåking av mus aktivitet for å studere anfall og varighet av disse motor stereotypier 11. Høyere ordrerepeterende atferd utgjør en utfordring for grunnleggende biomedisinsk resøke å utnytte gnagere, ettersom disse RRBs ikke er så lett identifiseres gjennom enkel observasjon. På grunn av vanskeligheter med å identifisere disse atferd, færre etablerte analyser for høyere ordens repeterende atferd eksisterer. Tradisjonelt har høyere orden RRBs blitt målt hos gnagere ved hjelp av en labyrint paradigme hvor forsøksdyr er opplært til å nå kompetanse i å rømme. Flukten Beliggenheten er byttet og antall forsøk som kreves for å re-lære flukten posisjon er lagret 12. Disse analyser er ikke ideelle som de krever en lengre treningsperiode, ofte fremkalle angst, og kan resultere i svært varierende resultater. Hole-board leting har også blitt brukt til å kvantifisere høyere ordens RRBs 13,14. Denne tilnærmingen krever ikke lengre trening, men er avhengig av mat motivasjon og / eller olfactory diskriminering. Analyser for høyere ordens RRBs som ikke er angstskapende eller krever trening ville være et fint supplement til eksisterende repertoar av hole-board Exploratio n og labyrintbaserte analyser for tiden er i bruk.

Den C58 / J (C58) innavlet musestamme sterkt eksemplifiserer høye nivåer av stereotyp atferd assosiert med ASD, nemlig repetitive, formåls motoriske stereotypier og forhøyede nivåer av selv grooming 3,11. I tillegg er C58 mus viser RRBs gjennom høye nivåer av stell, tilbake sitter og blar og scrabbling 11,14,16. Denne belastningen begynner å vise disse atferd tidlig i nyfødtperioden, og fortsetter å vise dem gjennom hele voksenlivet. Det ville være ideelt å kunne teste for tilstedeværelse av forhøyede høyere orden RRBs å utfylle de veldokumenterte lavere ordre RRBs stede i denne stammen samt andre musestammer. Romanen objekt leting analysen beskrevet her gir mulighet for forskere å observere lavere orden og høyere orden RRBs samtidig, da det gir muligheten til å måle mønstrede atferd samt repetitive motoriske stereotypier.

e_content "> Bruke romanen objekt utforskning som en analyse for høyere orden repeterende atferd ble utviklet av Pearson et al. 17. Denne nye vurderingen er en utvidelse av den veletablerte åpent felttest 18-21 med tillegg av fire nye objekter for å arenaen. mus fikk lov til å fritt undersøke disse ukjente gjenstander og antallet og rekkefølgen på objekt undersøkelser ble sporet. objekt~~POS=TRUNC undersøkelsene ble deretter analysert for tilstedeværelse av mønstre, med BTBR mus viser forhøyede antall mønstrede undersøkelser blant objektene. Ved hjelp av denne analysen, kan mus viser høyere orden repeterende og mønstrede atferd mens de eliminerer behovet for å lære atferd samt å fjerne unødvendige stimuli. Novel objekt leting induserer høyere orden RRBs, som det lar musene å lage mønstre og skjema sekvenser gjennom deres naturlige utforskning . Ved hjelp av denne analysen lar etterforsker for å kvantifisere tilstedeværelsen av disse høyere orden RRBs.

Pearson et al. utviklet denne analysen og brukte den til å teste for tilstedeværelse av potensielle høyere orden repeterende atferd i BTBR innavlet musestamme, med spennende resultater 17. Vi har nylig publisert en oppfølgingsstudie ser på atferd av C58, C57BL / 6J (C57) og FVB / NJ (FVB) stammer, samt en mer detaljert undersøkelse av potensielle konfunderende variabler til stede i denne analysen, og mulig statistiske tilnærminger til å analysere data generert 22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Protokollen er beskrevet her ble godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité ved Universitetet i Redlands. De C58, C57, og FVB mus brukt i disse studiene ble avlet ved Universitetet i Redlands vivarium fra lager opprinnelig hentet fra Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Sentinels fra denne vivarium ble undersøkt hver sjette måned og funnet å være patogen fri.

1. Utstyr og rommet satt opp

Merk: Vi brukte to forskjellige arenaer for romanen objekt testing: en klar plast rektangulært bur (45 cm x 24 cm x 20 cm) eller en ugjennomsiktig sirkulær bur med en base diameter på 41 cm; Imidlertid kan en hvilken som helst bur anvendes. Pearson et al., Benyttes en mindre rektangulært bur (20 cm x 30 cm x 20 cm) i sin analyse. Detaljer fra denne spesifikke eksperimentell design er inkludert nedenfor, men gitt nyheten av denne analysen, er det ingen aksepterte standarder innenfor fagfeltet atferds fenotyping for noen av variablene som er beskrevet.

  1. Velg fire ulike nye stedene. Velge fire objekter som er tilnærmet den samme størrelse, konstruert av plast med høy tetthet for å lette rengjøring og motstå tygging og forskjellig fra hverandre i form og farge. Viktigere, sikre at test mus ikke utsettes for disse objektene til å bli kjørt i analysen.
    Merk: For eksempel ble en rosa leketøy murstein, en rød ape, en hvit flis med blå skrift og en standard hvit dør som brukes her.
  2. I den rektangulære arena, plassere disse stedene ca 3 cm fra hjørnene. I runde arena, plasserer objektene slik at de er i samme avstand fra hverandre og ca 10 cm fra sidene. Record plasseringen av hver gjenstand som et annet nummer, 1-4 (figur 1). Sørg for at objektene er plassert i en tilfeldig eller motvekts orden hele testing.
  3. Plasser et kamera rett over testingarena for å spille inn hele arenaen under akklimatiseringen og testperioder.
    Merk: Å ha etterforskere i samme rom med mus kan potensielt påvirke aktivitet og utforskning under testing.

2. Novel Object Exploration Test

  1. Test ved begynnelsen av det lys syklus i et rom belyst med fluoriserende lys ved ca. 100 lux. Sørg for at belysning er uniform over testarena for å standardisere utseendet mens videoopptak.
  2. Plasser en notecard av kjente dimensjoner i bunnen av testarena og begynne video-opptak.
  3. Overfør test mus i en tom testarena i 10 minutter for å tjene som en akklimatiseringsperiode. Video rekord akklimatiseringsperioden.
  4. Etter akklimatiseringsperiode, la musen i arenaen, raskt legge de fire nye objekter for å testarena og registrere musen atferd for ytterligere 10 min.
  5. Når de fulle 20 min akklimatiseringen / testing periode har gått, returnere test musen til sitt hjem bur og grundig rengjort og tørk nye objekter og testarena med uparfymert oppvaskmiddel og vann.

3. Video Scoring

  1. Fullfør all atferd scoring bruker video for å legge til rette for pålitelighet.
    Merk: atferds logging software Noldus The Observer ble brukt til å utføre trinnene 22 som er beskrevet her, men et spesialisert program er ikke nødvendig:
    1. Før scorte det første video, sette opp prosjektet kodeskjema i atferds logging software ved å opprette et nytt prosjekt eller ved å redigere et eksisterende, lignende prosjekt.
      1. Innenfor prosjektoppsett, satt datainnsamling til 'Offline observasjon. Innenfor Behavior Coding boksen, programmet "Scrabble", "Digging", "Oppdrett", "Grooming" og "Sniff Object 1, 2, 3 og 4" som "State Events". Program "Jumping" som en "Point hendelse '. Merk: Definisjons for disse atferd er beskrevet i detalj andre steder 11.
        Merk: Statlige Hendelser har en start og stopp tid, mens Point arrangements bare samle telledata. Tastetrykkene for hver diskret oppførsel er generert av programvaren og disse tilsvarende tastetrykk er programmert inn i et sekundært tastatur (trinn 3.1.2).
      2. For å programmere den sekundære tastaturet, åpne tastaturet programvare, kan du klikke på den aktuelle videregående tastaturet knappen vises på skjermen, skriv inn riktig tastetrykk kombinasjon, og klikk OK. Når den sekundære tastaturet er programmert, lukker programvaren som programmet vil kjøre i bakgrunnen på datamaskinen.
    2. Når prosjektet og har blitt satt opp, kan du bruke atferds logging software å score antall og varighet av steiler (definert som begge forlabbene blir plassert på en vegg av arenaen), graver (definert som to forlabbene av musen gravende inn sengetøy av arenaen), Self-brudgom (definert som mOuse slikker en region av sin egen kropp og / eller mus berører noen deler av ansiktet med forlabbene), og hopper (definert som en mus oppdrett og deretter hoppe slik at alle fire føttene er av bakken samtidig).
      1. Å score en video, gå til Fil> Åpne prosjekt, og deretter Observer> Observasjon> Ny. Programmet ber om et filnavn. Når navngitt, velger du den aktuelle videoen mediefil.
      2. Begynn scoring ved å klikke på Start Observation knappen.
        Merk: Når utføre mus repeterende oppførsel, alle statlige arrangementer krever to tastetrykk, den første svarende til initiering av oppførselen og den andre svarende til enden av virkemåten. Point arrangements krever bare ett tastetrykk.
    3. Score antall ganger musen luktet på hvert objekt. Snuser er definert som helst musen beveger snuten innenfor 0,5 cm av et objekt. Mål snuse varighet ved hjelp av atferds logging software på samme måte som repetitive atferd varigheter ble målt (trinn 3.1.2).
      1. Hver gang en mus snuser et objekt, registrerer tilsvarende posisjon nummer, noe som vil føre til en nummerstreng ved slutten av den 10 min lange testperioden (f.eks 1243421 ...). spille inn disse dataene manuelt.
        Merk: For å legge til rette for effektivitet og konsistens mens scoring videoer, tallene alltid svarer til en gitt posisjon, ikke protestere.
      2. Hvis en mus snuser et objekt, ser bort, så snuser på gjenstanden igjen, telle som nummer to ganger.
      3. Når hele 10 min video er scoret, visualisere data ved å klikke på Analyze> Behavior Analysis> Ny. Når dataene vises på skjermen, eksportere eller kopiere og lime inn i et eget regneark.
    4. Spill den totale distansen musen reiste innenfor arenaen under testing.
      Merk: Videoen sporing, kalibrert for å spore test musen og registrere den totale distansen flyttet i centimeter, ble bruktå utføre dette trinnet. Alle videoer scoret av video sporing av programvare hadde en notecard kjente dimensjoner plassert i arenaen ved starten av videoen.
      1. Bruk notecard for å kalibrere hver video i programvaren ved å sette en kalibrering linje langs hver ende av notecard og taste inn riktig lengde i programvaren kalibreringsskjermen. Når ledningene er trukket, angi kjent lengde og bredde på notecard som svarer til hver enkelt linje.
      2. Innenfor Arena Innstillinger, velge hele arenaen.
        Merk: Separate deler av arenaen kan differensieres i programvaren hvis du for eksempel mus bevegelse langs veggene vs. gjennom sentrum var av interesse.
      3. Innenfor Trial kontrollinnstillinger, velger du en ti minutters varighet. I Detection Innstillinger velger en mørk gjenstand på en lys bakgrunn.
        Merk: Denne måtte endres hvis albino mus ble brukt, eller hvis bakgrunnen var en mørkere nyanse.
      4. Når innstillingenehar blitt programmert, scorer videoene. Klikk Acquisition> Åpne Acquisition. I Acquisition Kontroll, klikker du Ny Trial og deretter på Start Trial. Etter ti minutter har gått, stopper programmet og dataene kan visualiseres.
      5. Klikk på Analyser> Beregn statistikk. Når dataene vises på skjermen, eksportere eller kopiere og lime inn i et eget regneark.

4. Statistiske analyser, Sequencing

  1. Innenfor tallrekke som svarer til objektet undersøkelser generert av hver mus, identifisere det totale antall av alle mulige tre sifferkombinasjoner uten vendende tall (for eksempel 121, 123, 124, men ikke 112 eller 122).
    Merk: Et program som er skrevet i programmeringsspråket Python ble anvendt for å identifisere hvor mange ganger hver mulig sekvens vises i tallrekke. Det er ikke nødvendig å bruke en utvendig program, og dette trinnet kan bli gjennomført mange forskjellige måter (for eksempel ved hjelpen Finn-funksjonen i Microsoft Word eller Excel).
  2. Spill antall ganger hver sekvens oppstår og identifisere de tre oftest gjentatte sekvenser for hver mus.
    Merk: Enkelt sekvenser vil variere fra mus og selve sekvensen er av mindre interesse enn det antall ganger en sekvens ble gjentatt (dvs. tilslutning til et mønster er viktigere enn mønsteret i seg selv).
  3. Fordi det totale antall sekvenser som en mus gjentas korrelerer positivt til aktivitetsnivå, korrigere disse verdiene ved å dividere mengden av de hyppigste mønstre med det totale antall av mønstre for hver enkelt mus. Dette vil gi en sekvens gjenta indeks som er uavhengig av den samlede aktivitet.
  4. Sammenligne antall ganger hver mus gjentar sin mest vanlige sekvenser (korrigert for aktivitetsnivå) mellom gruppene ved hjelp av en passende ANOVA, multippel sammenligningsprosedyre (Dunnetts test, for eksempel) og post-hoc tester.

  1. Ved å bruke den samme rekke av tall generert ovenfor (trinn 3.1.3.1), identifiserer den nye gjenstand preferanse for hver mus ved å telle det totale antall ganger hvert objekt ble undersøkt, eller med andre ord, å telle det totale antall 1 s, 2 sek , 3 sek, og 4 sec i strengen av data. Riktig for aktivitetsnivå og sammenligne via ANOVA som beskrevet ovenfor (trinn 4,3-4,4).
    Merk: Disse metodene utgitt av vår lab 22 og beskrevet her er basert tungt på Pearson et al 17.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den representative data 22 viser at kvinnelige C58 / J-mus viste et høyere antall sekvensert mønstre enn de andre stammene i runden arena (Figur 2, panel A), men ikke i den rektangulære arena (figur 2, panel C). Ingen av de tre hann-stammer skilte seg fra hverandre (figur 2, panel B og D). De representative data viser at både mannlige og kvinnelige C58 / J mus viser en sterkere preferanse for deres mest besøkte objekt (og senere, en lavere preferanse for sin minst besøkte objekt) i runden arena (figur 3, panel A og C), men ikke i den rektangulære arenaen (figur 3, felt B og D).

Figur 1
Figur 1:. Firkanta og runde Arena Set-up for Novel Object Testing Than tallene representerer posisjonen til hvert objekt, som ble randomisert for hver mus. Dette tallet har blitt modifisert fra referanse 22. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 2
Figur 2:. Representative data Illustrerer hvor mange ganger de tre vanligste 3-mønster sekvenser ble gjentatt, Tatt som en prosentandel av det totale antall Oppskrifter i tre Innavlete musestammer De C58 kvinner viste en sterk tilslutning til sine foretrukne etterforsknings mønstre i det runde arenaen (A), men ikke den rektangulære arenaen (C). De tre stammer av hannmus ikke skiller seg fra hverandre i enten runde (B) eller rektangulær (D) ernas. Dataene er uttrykt som gjennomsnitt + standard feil av gjennomsnittet * p <0,05 sammenlignet med C57 og FVB ** p <0,01 vs. C57 og FVB. Dette tallet har blitt modifisert fra referanse 22. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 3
Figur 3:. Representative data Illustrerer for Foretrekker Individuell Nye objekter i tre Innavlete musestammer Dataene vises som en prosentandel av det totale objekt undersøkelser, med valg en som representerer den mest foretrukne objekt for hver enkelt mus og valg 4 den minst foretrukne objekt. Mann (A) og kvinnelige (B) C58-mus i den runde arenaen viste en sterkere preferanse for sin mest foretrukne formål enn de to andre stammer. mann(C) og kvinnelige (D) mus viste ingen strekk forskjeller for objektet preferanse i den rektangulære arenaen. Dataene er uttrykt som gjennomsnitt + standard feil av gjennomsnittet * p <0,05 sammenlignet med C57 og FVB # p <0,05 vs. FVB. Dette tallet har blitt modifisert fra referanse 22. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Supplemental File Kode:. Python Equivalent Kode Vennligst klikk her for å kjøre programmet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her presenterer vi en nyutviklet metode som kan være nyttig for å kvantifisere muse atferd med ansiktet gyldighet for høyere ordens repeterende atferd hos mennesker. I motsetning til mer etablerte analyser som Barnes eller T-labyrint, gjør denne romanen objektet leting analysen ikke krever noen muse trening er heller ikke særlig angstprovoserende. I tillegg gjør romanen objekt leting ikke krever noe mat eller sosiale stimuli, noe som åpner for mer fokus på atferd av interesse, RRBs, og redusere sannsynligheten for konfunderende variabler forvrenger resultatene. Videre forskjellige musestammer gjøre demonstrere differensial oppførsel i dette assay, med stammer som demonstrerer forhøyede lavere ordens RRBs også viser forhøyet mønstrede leting og objekt preferanse i den nye objektet lete assay 17,22. Som sådan synes dette assay for å ha god ansikt gyldighet til RRBs hos mennesker. Hvis analysen modifiseres av fremtidige forskere, ville det være fordelaktig å forblioppmerksomme på fordelene nevnt ovenfor, nemlig mangel på opplæring som kreves og minimalisering av angstfremkallende stimuli. Utvalg av de nye objekter (1.2) som benyttes i analysen er avgjørende. Objektene skal være lett å rengjøre, men være tydelig i utseende og like i størrelse. Ved hjelp av et kamera til å ta opp analyse (punkt 1.4) og la musene å akklimatisere seg til testing arena (§ 2.3) er også viktig, da nyheten av arenaen eller tilstedeværelse av en eksperimentator i rommet kan påvirke atferden til mus. Disse er kritiske aspekter ved protokollen beskrevet her.

Til tross for disse fordelene, det er andre faktorer som bør vurderes ved valg av en passende analyse for høyere ordens RRBs. Hovedutfordringen i å analysere data som genereres av denne analysen er korrelasjonen til aktivitetsnivået, som kan avvike vesentlig mellom ulike musestammer 23,24. En mulig måte å kontrollere for ulik aktivitet levels blant sammenlikningsgrupper ble diskutert; det kan være andre mer hensiktsmessige eller elegante løsninger for å vurdere enten med eksperimentell design eller statistisk analyse. velger nøye kontrollstammer med liknende aktivitetsnivå som belastningen av interesse er en mulighet. Alternativt, statistisk analyse på bare et delsett av dataene (de første 50 nye objekt undersøkelser, for eksempel) er en annen mulighet.

Selv om denne assay ikke er naturlig angst induserende, kan den naturlige angst nivåer av hver annen stamme føre til forskjeller i innsamlede resultater. Svært engstelige mus vanligvis foretrekker å bevege seg langs veggene og i hjørnene av et åpent felt arena 23,25 og hvis de nye objekter i denne analysen er plassert for nær kantene eller hjørnene, kunstig høye nye objekt undersøkelser kan registreres i engstelige stammer. Vi forsøkte å korrigere for dette konfunderende variabel ved hjelp av en rund testarena og flytte gjenstandene bort fra than vegger, i tillegg til å bruke en 10 min akklimatiseringsperiode før testing. Andre mulige korreksjoner kan være å teste etter mørke forhold, i musens hjemmeburet eller ved å variere den tid akklimatisering. Angst kan kvantifiseres i den nye gjenstand letedata i seg selv ved å måle tidsforsinkelsen til den første undersøkelsen, så vel som ved måling av antall gjentatt undersøkelse av den samme gjenstand uten avbrudd.

Visjon og olfactory underskudd kan kompromittere ytelsen i denne analysen også. Manglende evne til å lukte eller se nye gjenstander kan forårsake disinterest eller manglende evne til å etablere et bestemt mønster, som fører til data som tyder på at en mus ikke viser høyere orden repeterende atferd. Noen innavlede stammer (albino stammer spesielt) har tydelig nedsatt synsskarphet, spesielt ved avanserte aldre. Dette så ikke ut til å påvirke atferd i denne testingen, som voksen FVB og C57 mus (en albino og pigmentert belastning, respectively) viste ingen konsistente forskjeller i atferd (figur 2 og 3). Men eventuelle svekkelser eller unormalt i enten syn eller luktesans med rimelighet kan forventes å påvirke ytelsen til musestamme i denne analysen og screening for grunnleggende sanse evne vil bli anbefalt for noen ny stamme brukt i romanen objektet leting analysen.

RRBs ofte dukke opp tidlig barndom fra berørte individer, og som sådan, vil en assay som kan måle nærværet av høyere orden RRBs hos unge mus være fordelaktig for å etablere ansikt og konstruere gyldigheten av mulige musemodeller. Til dags dato har denne analysen ble kun blitt brukt på voksne mus. Novel objekt leting kan være vanskelig for yngre mus som de har problemer med å flytte uavhengig før ca. postnatal dag 10. I tillegg kan mus yngre enn postnatal dag 14-16 være nølende til å bevege seg i nye arenaer. Nedskalere størrelsen av testingenna brukes her og gjør den mer kjente arena (ved hjelp av et bur, for eksempel) kan forbedre noen av disse problemer, men det er uklart om denne nye objektet lete assay er egnet for testing av yngre mus.

En mulig sett av statistiske analyser ble diskutert her. Gitt den unike naturen i sekvense data denne analysen genererer, er det fullt mulig at alternative analytiske strategier kan avsløre tilleggsinformasjon som denne relativt enkle tilnærmingen ikke avdekke. Den representative data som ble analysert og inkludert her viste beskjedne tegn på mønstrede utforskende atferd som kvinnelige C58 mus viste større repetisjon i den sirkulære testarena (figur 2A). Det var ingen tegn som tyder på noen økning i repetisjon nivåer av C58 i den rektangulære arena (figur 2C), samt ingen bevis for at menn demonstrert noe mønster i enten arena (figur 2B, 2D). there er foreløpig ingen forklaring på forskjellen i atferd mellom den mannlige og kvinnelige forsøkspersoner. En mulig forklaring kan være iboende atferd av denne musen belastningen. Det har blitt funnet at mannlige C58 har en tendens til å vise mer repeterende og engstelig atferd enn sine kvinnelige kolleger 11. Denne forskjellen i engstelig atferd kan føre til mindre interesse i å danne en preferanse for et bestemt objekt og mer av interesse for bare utforske disse potensielt angst induserende nye stedene. Det er fullt mulig at andre musestammer kan også vise kjønnsforskjeller i denne analysen.

Både mannlige og kvinnelige C58 mus viste spesifikt objekt preferanse innenfor den sirkulære testarena som de revisited deres foretrukne roman objekt oftere samt besøkt sin minst foretrukne objekt betydelig sjeldnere enn de andre stammene (figur 3A, 3B). Den C58 belastningen vises også preferanse for ett objekt over den andre in sirkulær arena, men ikke i den rektangulære arena (figur 3C, 3D). Dette er sannsynligvis på grunn av noen fremtredende trekk ved den runde testing arena så som mangel på hjørnene, jo større areal tilgjengelig for undersøkelse eller den økede avstand av objektene fra veggene. Det videre arbeidet med denne analysen bør undersøke effektene av disse variablene på musen leting.

Det primære fokus her har vært på høyere orden repeterende atferd, men gitt at alle atferd i romanen objektet analysen er video spilt inn, er det også mulig å måle andre atferd. Lavere ordrerepeterende atferd som oppdragelse, hopping, stell og graving blir ofte sett i åpne felt analyser som dette. Med noen mus, kan disse atferd konkurrere med nærværet av høyere orden repeterende atferd og vil være viktig for å måle og kvantifisere både under akklimatiserings og testperioden.

Til tross for det faktum at bareto studier med romanen objekt leting i mus har blitt publisert hittil 17,22, har denne analysen potensial til å fylle et eksisterende behov for en metode som måler høyere orden repeterende atferd raskt og med minimal konfunderende variabler. En slik analyse vil pent utfylle eksisterende tester av høyere orden RRBs som hole-board leting og reversering læring. RRBs er en kjerne funksjon av ASD og potensielt ødeleggende for livet til berørte personer. Validerte musemodeller for rste og høyere orden RRBs ville være svært verdifull for å teste potensielle farmakologiske og atferdsmessige intervensjoner. Romanen objekt leting analysen beskrevet her har potensial for å tjene en svært viktig behov i grunnleggende biomedisinsk forskning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å erkjenne Sommer Undergraduate Research Program, Academic Technology User Group, Senter for Digital Learning, og Vitensenteret ved Universitetet i Redlands.

Forfatterne ønsker å dedikere denne artikkelen til minne om Lou Yango.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Standard Polycarbonate Rodent Cage (45 cm x 24 cm x 20 cm) Multiple cages are desirable to facilitate testing of multiple mice 
Plastic Opaque Circular Testing Arena (41 cm base diameter) United States Plastic Corp. 13931 Multiple arenas are desirable to facilitate testing of multiple mice 
Standard Corn-Cob Rodent Bedding
Novel Object - red monkey Hasbro, Pawtucket RI from Barrel of Monkeys
Novel Object - rectangular 2 x 4 LEGO
Novel Object - tile Thinkfun Inc., Alexandria VA from Toot and Otto
Novel Object - standard white die
Video Camera
Behavioral Logging Software - The Observer Noldus, Wageningen, The Netherlands other programs may be used
Video Tracking Software - EthoVision Noldus, Wageningen, The Netherlands other programs may be used
X-Keys input keyboard P.I. Engineering, Williamstown MI 829484
MacroWorks II P.I. Engineering, Williamstown MI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. American Psychological Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders. , 5th edn, American Psychological Association. Washington, D.C. (2013).
  2. Baio, J. Prevalence of Autism Spectrum Disorder Among Children Aged 8 Years - Autism and Developmental Disabilities Monitoring Network, 11 Sites, United States. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 63 (SS02), 1-21 (2010).
  3. Moy, S. S., et al. Social approach and repetitive behavior in eleven inbred mouse strains. Behav. Brain Res. 191 (1), 118-129 (2008).
  4. Bodfish, J. W., Symons, F. J., Parker, D. E., Lewis, M. H. Varieties of repetitive behavior in autism: comparisons to mental retardation. J. Autism Dev. Disord. 30 (3), 237-243 (2000).
  5. Lewis, M. H., Kim, S. The pathophysiology of restricted repetitive behavior. J. Neurodev. Disord. 1 (2), 114-132 (2009).
  6. Lewis, M. H., Bodfish, J. W. Repetitive behavior disorders in autism. Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 4, 80-89 (1998).
  7. Lam, K. S. L., Bodfish, J. W., Piven, J. Evidence for three subtypes of repetitive behavior in autism that differ in familiarity and association with other symptoms. J. Child Psychol. Psychiatry. 49 (11), 1193-1200 (2008).
  8. Bishop, S. L., et al. Subcategories of Restricted and Repetitive Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorders. J. Autism Dev. Disord. 43 (6), 1287-1297 (2013).
  9. Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L. W., Bodfish, J. W. Animal models of restricted repetitive behavior in autism. Behav. Brain Res. 176 (1), 66-74 (2007).
  10. Korff, S., Stein, D. J., Harvey, B. H. Stereotypic behaviour in the deer mouse: Pharmacological validation and relevance for obsessive compulsive disorder. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 32 (2), 348-355 (2008).
  11. Ryan, B. C., Young, N. B., Crawley, J. N., Bodfish, J. W., Moy, S. S. Social deficits, stereotypy and early emergence of repetitive behavior in the C58/J inbred mouse strain. Behav. Brain Res. 206 (1), 178-188 (2010).
  12. Moy, S. S., et al. Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains. Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).
  13. Moy, S. S., Nadler, J. J., Poe, M. D., Nonneman, R. J., Young, N. B., Koller, B. H., et al. Development of a mouse test for repetitive, restricted behaviors: relevance to autism. Behav. Brain Res. 188 (1), 178-194 (2008).
  14. Moy, S. S., et al. Repetitive behavior profile and supersensitivity to amphetamine in the C58/J mouse model of autism. Behav. Brain Res. 259, 200-214 (2014).
  15. Scattoni, M. L., Gandhy, S. U., Ricceri, L., Crawley, J. N. Unusual repertoire of vocalizations in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. PLoS ONE. 3 (8), e3067 (2008).
  16. Muehlmann, A. M., et al. Further characterization of repetitive behavior in C58 mice: developmental trajectory and effects of environmental enrichment. Behav. Brain Res. 235, 143-149 (2012).
  17. Pearson, B. L., et al. Motor and cognitive stereotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. Genes Brain Behav. 10 (2), 228-235 (2011).
  18. Belzung, C. Measuring exploratory behavior. Handbook of molecular genetic techniques for brain and behavior research (techniques in the behavioral and neural sciences). Crusio, W. E., Gerlai, R. T. , Elsevier. Amsterdam. 739-749 (1999).
  19. Kalueff, A. V., Keisala, T., Minasyan, A., Kuuslahti, M., Tuohimaa, P. Temporal stability of novelty exploration in mice exposed to different open field tests. Behav. Process. 72, 104-112 (2006).
  20. Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur. J. Pharmacol. 46, 3-33 (2003).
  21. Walsh, R. N., Cumins, R. A. The open-field test: a critical review. Psychol. Bull. 83 (3), 482-504 (1976).
  22. Blick, M. G., Puchalski, B. H., Bolanos, V. J., Wolfe, K. M., Green, M. C., Ryan, B. C. Novel object exploration in the C58/J mouse model of autistic-like behavior. Behav. Brain Res. 282, 54-60 (2015).
  23. Crawley, J. N., et al. Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies. Psychopharmacol. 132, 107-124 (1997).
  24. Logue, S. F., Owen, E. H., Rasmussen, D. L., Wehner, J. M. Assessment of locomotor activity, acoustic and tactile startle and prepulse inhibition of startle in inbred mouse strains and F1 hybrids: implications of genetic background for single gene and quantitative trait loci analyses. Neurosci. 80 (4), 1075-1086 (1997).
  25. Lamprea, M. R., Cardenas, F. P., Setem, J., Morato, S. Thigmotactic responses in an open-field. Braz. J. Med. Biol. Res. 41, 135-140 (2008).

Tags

Behavior roman objekt leting begrenset repeterende atferd åpent felt bevegelsesaktivitet biologisk psykologi autisme spektrum lidelse mus
Novel Object Exploration som en potensiell analyse for høyere orden repeterende atferd i Mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Steinbach, J. M., Garza, E. T.,More

Steinbach, J. M., Garza, E. T., Ryan, B. C. Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice. J. Vis. Exp. (114), e54324, doi:10.3791/54324 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter