Waiting
Login processing...

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

Behavior

Exploración de objetos novela como un ensayo de potencial de mayor orden repetitivo Comportamientos en ratones

Published: August 20, 2016 doi: 10.3791/54324

Introduction

Trastorno del espectro autista (TEA) es un trastorno neurológico que consiste en tres síntomas principales: el deterioro social, dificultad para comunicarse a través del lenguaje, y comportamientos repetitivos estampadas 1. Desde el año 2000, el número de individuos que han sido diagnosticados con TEA ha aumentado de 1 en 150 a 1 en 68 en el lapso de diez años 2. Aunque la prevalencia de la enfermedad sigue aumentando, la causa de la enfermedad no se conoce todavía. Ha habido un aumento de los esfuerzos para identificar modelos apropiados de ratón para el núcleo y los síntomas asociados de TEA, ya que estos modelos podrían conducir a una mayor comprensión de los síntomas subyacentes y las causas de los TEA. Hay varias cepas puras de ratones que parecen mostrar comportamientos con validez aparente de los síntomas principales del ASD, incluyendo comportamientos repetitivos 3.

Restringidos, conductas repetitivas (RRB) son un síntoma central de algunos trastornos psiquiátricos como la TEA.RRBs puede aumentar con la gravedad del trastorno 4, y pueden perturbar drásticamente el estilo de vida de los individuos afectados. RRB se colocan habitualmente en dos categorías, las conductas repetitivas de orden inferior, que en los seres humanos se componen de acciones tales como mecerse y sacudir las manos; y comportamientos repetitivos de orden superior, que consisten en la estricta adhesión a la rutina y la resistencia al cambio 5-8.

Comportamientos repetitivos de orden inferior se han estudiado ampliamente en los roedores en los que se manifiestan como estereotipias de motor, que se pueden observar fácilmente en el establecimiento de un laboratorio 9. Estos comportamientos parecen tener buena cara validez de los RRB en los seres humanos, y potencialmente fuerte validez de constructo, así 10. Las pruebas de la presencia de los RRB de orden inferior se puede completar a través de supervisión por vídeo de la actividad del ratón para estudiar los combates y la duración de estas estereotipias motoras 11. conductas repetitivas orden superior representan un desafío para la re biomédica básicabuscar la utilización de roedores, ya que estos RRBs no se identifican como fácilmente a través de la simple observación. Debido a la dificultad en la identificación de estos comportamientos, existen menos ensayos establecidos para el comportamiento repetitivo de orden superior. Tradicionalmente, los RRB de orden superior se han medido en roedores utilizando un paradigma del laberinto en el que el animal de prueba está capacitado para alcanzar una buena competencia en escapar. La ubicación de escape se cambia entonces y el número de ensayos necesarios para volver a aprender la ubicación de escape se registró 12. Estos ensayos no son ideales, ya que requieren un período largo entrenamiento, a menudo inducen la ansiedad, y puede dar lugar a resultados muy variables. La exploración del agujero de a bordo también se ha utilizado para cuantificar de orden superior RRB 13,14. Este enfoque no requiere sesiones de entrenamiento prolongados, pero no se basan en la motivación de alimentos y / o la discriminación olfativa. Los ensayos para la RRB de orden superior que no son ansiogénico o requieren formación sería un buen complemento para el repertorio existente del agujero de a bordo exploratio n y ensayos basados ​​en laberinto actualmente en uso.

El C58 / J (C58) cepa endogámica de ratón ejemplifica muy altos niveles de comportamiento estereotípico asociado con TEA, a saber, estereotipias motoras repetitivas sin propósito y los niveles elevados de auto-aseo 3,11. Además, los ratones C58 muestran RRB a través de altos niveles de cría, de nuevo mover de un tirón y escarbando 11,14,16. Esta cepa comienza a mostrar estas conductas temprano en el período neonatal y continúa para mostrarlos durante la edad adulta. Sería ideal para ser capaz de detectar la presencia de elevados de orden superior RRB para complementar los RRBs de orden inferior bien documentados presentes en esta cepa, así como otras cepas de ratón. El nuevo ensayo de exploración objeto descrito aquí proporciona la oportunidad para que los investigadores observan de menor orden y de orden superior RRB al mismo tiempo, ya que da la posibilidad de medir los comportamientos modelados así como estereotipias motoras repetitivas.

e_content "> Uso de la novela exploración de objetos como un ensayo para las conductas repetitivas de orden superior fue desarrollado por Pearson et al. 17. Esta nueva evaluación es una extensión de la prueba de campo abierto bien establecida 18-21 con la adición de cuatro nuevos objetos a la arena. los ratones se les permitió investigar libremente estos objetos no familiares y el número y el orden de las investigaciones objeto fue rastreado. las investigaciones de objetos continuación, se analizó la presencia de patrones, con los ratones BTBR que muestra los números elevados de investigaciones estampadas entre los objetos. el uso de este ensayo, los ratones puede mostrar de orden superior comportamientos repetitivos y estampadas al tiempo que elimina la necesidad de aprender comportamientos, así como la eliminación de los estímulos innecesarios. exploración de objetos Novel induce RRBs de orden superior, ya que permite a los ratones para crear patrones y secuencias de formulario a través de su exploración física . Utilizando este ensayo permite al investigador para cuantificar la presencia de estos RRBs de orden superior.

Pearson et al. desarrollado este ensayo y lo utilizó para detectar la presencia de posibles comportamientos repetitivos de orden superior en la cepa de ratones endogámicos BTBR, con resultados interesantes 17. Hemos publicado recientemente un estudio de seguimiento mirando a los comportamientos de la C58, C57BL / 6J (C57) y / NJ (FVB) cepas FVB, así como una investigación más detallada sobre las posibles variables de confusión presente en este ensayo, y la posible enfoques estadísticos para el análisis de los datos generados 22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

El protocolo descrito aquí fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad de Redlands. Los ratones C58, C57, y FVB utilizadas en estos estudios fueron criados en la Universidad de Redlands vivero desde el almacén obtenido originalmente del Laboratorio Jackson (Bar Harbor, ME). Centinelas de este vivero fueron examinados cada seis meses y se encontró que están libres de patógenos.

1. Equipos y habitación tenía una distribución

Nota: Se han utilizado dos escenarios diferentes para las pruebas objeto novedoso: una jaula rectangular de plástico transparente (45 cm x 24 cm x 20 cm) o una jaula circular opaca con un diámetro de base de 41 cm; sin embargo, cualquier jaula puede ser utilizado. Pearson et al. Utilizan una jaula rectangular más pequeña (20 cm x 30 cm x 20 cm) en su ensayo. Detalles de este diseño experimental específico se incluyen a continuación, pero teniendo en cuenta la novedad de este ensayo, no hay normas aceptadas en el campo de fenotipado conductual para cualquiera de las variables descritas.

  1. Seleccionar cuatro diferentes objetos novedosos. Seleccionar cuatro objetos que son aproximadamente del mismo tamaño, construidos de plástico de alta densidad para facilitar la limpieza y resistir la masticación y diferentes entre sí en forma y color. Es importante destacar que asegurar que los ratones de prueba no están expuestos a estos objetos hasta que se ejecute en el ensayo.
    Nota: Por ejemplo, un ladrillo de color rosa de juguete, un mono rojo, un azulejo blanco con la escritura azul y una matriz de color blanco que se utilizaron aquí.
  2. En el terreno rectangular, colocar estos objetos aproximadamente 3 cm de las esquinas. En la arena redonda, colocar los objetos, que son a la misma distancia entre sí y aproximadamente 10 cm de los lados. Registrar la colocación de cada objeto como un número diferente, 1-4 (Figura 1). Asegúrese de que los objetos se colocan en un orden aleatorio o contrapeso a lo largo de la prueba.
  3. Posicionar una cámara directamente por encima de la pruebaArena para grabar todo el estadio durante los períodos de aclimatación y de ensayo.
    Nota: Tener investigadores en la misma habitación que los ratones pueden potencialmente influir en los niveles de actividad y de exploración durante la prueba.

2. Objeto Novel Prueba de Exploración

  1. Prueba en el inicio del ciclo de luz en una habitación iluminada con luz fluorescente a aproximadamente 100 lux. Asegúrese de que la iluminación es uniforme en todo el campo de prueba para estandarizar la apariencia durante la grabación de vídeo.
  2. Coloque un notecard de dimensiones conocidas en la parte inferior del campo de prueba y comenzar la grabación de vídeo.
  3. Transferir el ratón de prueba en un campo de prueba vacío durante 10 min para servir como un período de aclimatación. El expediente del vídeo del período de aclimatación.
  4. Después del período de aclimatación, deje el puntero del ratón en la arena, añadir rápidamente los cuatro objetos nuevos a la arena de prueba y registrar el comportamiento del ratón durante 10 minutos adicionales.
  5. Una vez que los 20 minutos de aclimatación PE / completos de pruebasha transcurrido RIOD, devolver la prueba ratón a su jaula y limpiar a fondo y secar los nuevos objetos y campo de prueba con jabón para lavar platos sin perfume y agua.

3. Vídeo de puntuación

  1. Completar todos los scoring de comportamiento utilizando el vídeo para facilitar la fiabilidad.
    Nota: Se utilizó el software de registro del comportamiento Noldus El observador para realizar los pasos 22, como se describe aquí, pero un programa especializado no es necesario:
    1. Antes de meter el primer vídeo, configurar el esquema de proyecto en el software de registro del comportamiento de codificación mediante la creación de un nuevo proyecto o mediante la edición de un proyecto existente, de forma similar.
      1. Dentro del cuadro de configuración del proyecto, establezca la adquisición de datos a "Desconectado Observación. ' Dentro del cuadro de codificación del comportamiento, el programa de "Scrabble", "Digging", "cría", "Preparación" y "Objeto Sniff 1, 2, 3 y 4" como "Eventos de Estado '. Programa "Salto" como un "punto de sucesos '. Nota: Definicións para estos comportamientos se describen en detalle en otra parte 11.
        Nota: Eventos de Estado tienen un inicio y de finalización, mientras Point Events simplemente recogen datos de recuento. Las pulsaciones de teclas para cada comportamiento discreto son generados por el software y estas pulsaciones de teclas correspondientes se programan en un teclado secundario (etapa 3.1.2).
      2. Para programar el teclado secundaria, abra el software del teclado, haga clic en el botón apropiado secundaria teclado que se muestra en la pantalla, escriba la combinación de teclas adecuada y haga clic en OK. Una vez que el teclado secundaria se ha programado, cierre el software ya que el programa se ejecute en segundo plano de la computadora.
    2. Una vez que el proyecto se ha creado, utilice el software de registro de comportamiento para anotar el número y duración de las partes posteriores (definidas como las dos patas delanteras de ser colocado en una pared de la arena), cava (definida como dos patas delanteras del ratón madrigueras en la ropa de cama de la arena), la auto-novios (definida como la mOuse lamiendo cualquier región de su propio cuerpo y / o el ratón de tocar cualquier parte de la cara con sus patas delanteras), y saltos (definida como una cría de ratón y luego saltar de manera que los cuatro pies no toquen el suelo al mismo tiempo).
      1. Para marcar un vídeo, vaya a Archivo> Abrir proyecto y, a continuación Observar> Observación> Nuevo. El programa solicita un nombre de archivo. Una vez nombrado, seleccione el archivo multimedia de vídeo apropiado.
      2. Comience el marcador haciendo clic en el botón Iniciar Observación.
        Nota: Al puntuar comportamiento repetitivo ratón, todos los Estado Eventos requieren dos pulsaciones de teclado, la primera corresponde a la iniciación de la conducta y el segundo correspondiente al extremo de la conducta. Point Events sólo requieren sólo presionar una tecla.
    3. Anotar el número de veces que el ratón olfateó cada objeto. Sniffs se definen como cada vez que un ratón se mueve la nariz a menos de 0,5 cm de un objeto. Medir la duración sniff usando software de registro de la conducta de la misma manera que RePetduraciones de comportamiento sitivos se midieron (etapa 3.1.2).
      1. Cada vez que un ratón olfatea un objeto, registrar el número de la posición correspondiente, que dará lugar a una serie de números para el final del período de prueba 10 min (por ejemplo, 1243421 ...). registrar manualmente estos datos.
        Nota: para facilitar la eficiencia y consistencia mientras que anotaba los vídeos, los números corresponden siempre a una posición dada, se opone.
      2. Si un ratón olfatea un objeto, mira hacia otro lado, y luego olfatea el objeto de nuevo, cuente a esa cantidad dos veces.
      3. Una vez que el video completo de 10 minutos ha sido anotado, visualizar los datos haciendo clic en Análisis> Análisis de Comportamiento> Nuevo. Una vez que los datos aparecen en la pantalla, exportar o copiar y pegar en una hoja de cálculo separada.
    4. Registrar la distancia total recorrida el ratón dentro de la arena durante la prueba.
      Nota: El software de seguimiento de vídeo, calibrado para realizar un seguimiento de la prueba ratón y registrar la distancia total movido en centímetros, se utilizópara llevar a cabo este paso. Todos los vídeos anotados por el software de seguimiento de vídeo tenían un notecard de dimensiones conocidas colocadas en la arena en el inicio del vídeo.
      1. Utilice el notecard para calibrar cada vídeo en el software mediante el establecimiento de una línea de calibración a lo largo de cada extremo del notecard e introducir la longitud apropiada dentro de la pantalla de calibración del software. Una vez que se dibujan las líneas, la entrada de la longitud conocida y la anchura del notecard que corresponden a cada línea.
      2. En Configuración de Arena, seleccionar toda la arena.
        Nota: Las áreas separadas de la arena se pueden diferenciar en el software si, por ejemplo, el movimiento del ratón a lo largo de las paredes frente a través del centro era de interés.
      3. Dentro de Configuración de control de prueba, seleccione una duración de diez minutos. En Configuración de detección, elegir un objeto oscuro sobre un fondo claro.
        Nota: Esta tendría que ser cambiado si se estaban utilizando ratones albinos o si el fondo era de un tono más oscuro.
      4. Una vez que los ajustesse han programado, la puntuación de los videos. Haga clic en Adquisición> Abrir Adquisición. En el cuadro Control de Adquisición, haga clic en Nueva prueba y luego Iniciar prueba. Una vez transcurrido diez minutos, el programa se detiene y los datos se puede visualizar.
      5. Haga clic en Analizar> Calcular estadísticas. Una vez que los datos aparecen en la pantalla, exportar o copiar y pegar en una hoja de cálculo separada.

4. Análisis estadísticos, secuenciación

  1. Dentro de la serie de números correspondientes a oponerse investigaciones generados por cada ratón, identificar el número total de todas las posibles combinaciones de 3 dígitos, sin números de repetición (por ejemplo 121, 123, 124, pero no 112 o 122).
    Nota: Se utilizó un programa escrito en lenguaje de programación Python para identificar el número de veces que cada posible secuencia aparece en la cadena de números. No es necesario el uso de un programa de exterior, y este paso se pudo completar muchas formas diferentes (por ejemplo, usandouna función en Microsoft Word o Excel Find).
  2. Registrar el número de veces que ocurre cada secuencia e identificar las tres secuencias más repetidos para cada ratón.
    Nota: Las secuencias individuales pueden variar por el ratón y la secuencia real es de menos interés que el número de veces que se repite una secuencia (es decir, la adherencia a un patrón es más importante que el patrón de sí mismo).
  3. Debido a que el número total de secuencias se repite una ratón se correlacionan positivamente con el nivel de actividad, corregir estos valores dividiendo la cantidad de los patrones más frecuentes por el número total de patrones para cada ratón individual. Esto dará lugar a un índice de repetición de secuencia que es independiente de la actividad general.
  4. Comparar el número de veces que cada ratón repite sus secuencias más comunes (corregida para el nivel de actividad) entre los grupos usando un ANOVA apropiado, procedimiento de comparación múltiple (test de Dunnett, por ejemplo) y las pruebas post-hoc.

  1. Utilizando la misma secuencia de números generados anteriormente (etapa 3.1.3.1), identificar la novela preferencia objeto de cada ratón mediante el recuento del número total de veces que se ha investigado cada objeto, o en otras palabras, contando el número total de 1 seg, 2 sec , 3 seg, y 4 seg en la cadena de datos. Correcta para el nivel de actividad y la compara con la prueba ANOVA como se describió anteriormente (pasos 4.3 a 4.4).
    Nota: Estos métodos publicados por nuestro laboratorio 22 y descritos aquí se basan en gran medida de Pearson et al 17.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Los datos muestran que el 22 representativos C58 hembra / J ratones muestran un mayor número de patrones secuenciales que las otras cepas en la arena redonda (Figura 2, panel A), pero no en la caja rectangular (Figura 2, panel C). Ninguna de las tres cepas masculinos diferían el uno del otro (Figura 2, paneles B y D). Los datos representativos muestran que tanto en ratones C58 / J machos y hembras muestran una preferencia más fuerte por su objeto más visitado (y, posteriormente, una menor preferencia por su objetivo menor visitado) en la arena redonda (Figura 3, panel A y C), pero no en la arena rectangular (Figura 3, panel B y D).

Figura 1
Figura 1:. Rectangulares y circulares Arena Set-up para Pruebas de objetos Novel Tél números representan la posición de cada objeto, que fueron asignados al azar para cada ratón. Esta cifra ha sido modificado a partir de 22 de referencia. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2:. Ilustrando datos representativos del número de veces se repitieron las tres secuencias de 3-patrón más común, tomado como un porcentaje del número total de patrones en tres ratón puras cepas Las hembras C58 muestran una fuerte adhesión a sus patrones de investigación preferentes en la arena y vuelta (A), pero no la arena rectangular (C). Las tres cepas de ratones machos no difirieron entre sí, ya sea en la ronda (B) o rectangular (D) sonnas. Los datos se expresan como media + error estándar de la media * p <0,05 vs. C57 y FVB ** p <0,01 vs. C57 y FVB. Esta cifra ha sido modificado a partir de 22 de referencia. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figura 3
Figura 3:. Ilustrando datos representativos de la Preferencia por individual novela objetos en tres ratón puras cepas Los datos se muestran como un porcentaje de las investigaciones de objetos totales, con Opción 1 que representa el objeto más preferido para cada ratón individual y la opción 4 el objeto menos preferido. Macho (A) y mujeres (B) los ratones C58 en la arena redonda mostraron una mayor preferencia por su objeto más preferidos que hicieron las otras dos cepas. Masculino(C) y los ratones hembra (D) no mostraron diferencias de las cepas de preferencia objeto en la caja rectangular. Los datos se expresan como error estándar de la media * p <0,05 vs. C57 y FVB # p <0,05 vs. FVB media +. Esta cifra ha sido modificado a partir de 22 de referencia. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Código Suplementario Archivo:. Python código equivalente Haga clic aquí para ejecutar el programa.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

A continuación, presentamos un ensayo recientemente desarrollado que puede ser útil para la cuantificación de estados de ratón con la validez aparente de orden superior comportamientos repetitivos en los seres humanos. A diferencia de los ensayos más establecidos como el Barnes o T-laberinto, este nuevo ensayo exploración de objetos no requiere ningún tipo de formación del ratón ni es particularmente provocan ansiedad. Además, la novela exploración de objetos no requiere ningún alimento o estímulos sociales, lo que permite un mayor enfoque en los comportamientos de interés, RRB, y la disminución de la probabilidad de las variables de confusión sesgando los resultados. Además, diferentes cepas de ratón hacen demostrar un comportamiento diferencial en este ensayo, con cepas que demuestra RRBs de orden inferior elevados también muestran elevados modelado preferencia de exploración y el objeto en el ensayo de exploración novela objeto 17,22. Como tal, este ensayo parece poseer buena cara validez a RRBs en los seres humanos. Si el ensayo es modificado por futuros investigadores, sería beneficioso para permanecerconscientes de las ventajas mencionadas anteriormente, a saber, la falta de formación requerida y la minimización de los estímulos que inducen ansiedad. Selección de los nuevos objetos (Sección 1.2) usados ​​en el ensayo es vital. Los objetos deben ser fáciles de limpiar, pero sean distintos en apariencia y tamaño similar. El uso de una cámara para grabar el ensayo (Sección 1.4) y permitiendo que los ratones para aclimatarse a la arena de ensayo (Sección 2.3) también son vitales, como la novedad de la arena o la presencia de un experimentador en la habitación puede afectar el comportamiento de la ratones. Estos son aspectos críticos del protocolo descrito aquí.

A pesar de estas ventajas, hay otros factores que se deben considerar al decidir sobre un ensayo apropiado para la RRB de orden superior. El principal desafío en el análisis de los datos generados por este ensayo es la correlación de los niveles de actividad, que pueden diferir considerablemente entre diferentes cepas de ratón 23,24. Una posible forma de controlar la actividad de las diferentes leveSe discutió ls entre los grupos de comparación; puede haber otras soluciones más adecuadas o elegantes a tener en cuenta, ya sea con el diseño experimental o análisis estadístico. Con cuidado, la elección de las cepas de control con niveles de actividad similares a los de la cepa de interés es una posibilidad. Alternativamente, el análisis estadístico en sólo un subconjunto de los datos (los primeros 50 nuevas investigaciones objeto, por ejemplo) es otra posibilidad.

Aunque este ensayo no es inherentemente ansiedad induciendo, los niveles de ansiedad naturales de cada cepa diferente pueden conducir a diferencias en los resultados recogidos. Altamente ansiosos ratones normalmente prefieren moverse a lo largo de las paredes y las esquinas de una arena campo abierto 23,25 y si los nuevos objetos en este ensayo se colocan a cerca de los bordes o esquinas, artificialmente altos investigaciones de objetos novedosos pueden grabarse en cepas de ansiedad. Hemos tratado de corregir esta variable de confusión mediante el uso de un campo de prueba redondo y mover los objetos lejos de tél paredes, además de utilizar un periodo de aclimatación de 10 min antes de la prueba. Otras correcciones potenciales podrían ser a prueba bajo condiciones de oscuridad, en la jaula del ratón o variando el tiempo de aclimatación. La ansiedad se pudo cuantificar dentro de la propia novela datos exploración de objetos mediante la medición de la latencia a la primera investigación, así como mediante la medición de la cantidad de investigación repetida del mismo objeto sin interrupción.

Visión y déficits olfativos podrían comprometer el rendimiento en este ensayo también. Incapacidad para oler o ver los nuevos objetos pueden causar desinterés o incapacidad para establecer un patrón específico, que conduce a datos que sugieren que un ratón no muestra comportamientos de alto orden repetitivo. Algunas cepas puras cepas albinas (en particular) han comprometido claramente la agudeza visual, especialmente en edades avanzadas. Esto no pareció influir en el comportamiento de esta prueba, como FVB ratones adultos y C57 (un albino y la tensión pigmentada, respcaz) no mostró diferencias consistentes en el comportamiento (Figuras 2 y 3). Sin embargo, podría esperarse razonablemente que las deficiencias o anomalías en la visión o el olfato, ya sea para afectar el rendimiento de la cepa de ratón en este ensayo y la detección de la capacidad sensorial básica sería recomendable para cualquier nueva cepa utilizada en el nuevo ensayo de exploración de objetos.

RRB menudo surgen en la infancia temprana de los individuos afectados, y, como tal, un ensayo que podría medir la presencia de orden superior RRB en ratones jóvenes sería beneficioso para el establecimiento de la cara y la validez de constructo de los posibles modelos de ratón. Hasta la fecha, este ensayo se ha utilizado solamente en ratones adultos. exploración de objetos novela puede ser difícil para los ratones más jóvenes, ya que tienen dificultad para moverse de forma independiente antes del día posnatal aproximadamente 10. Además, los ratones más jóvenes que el día postnatal 14-16 pueden ser reacios a moverse en nuevos escenarios. Reducción a escala el tamaño de la prueba sena utiliza aquí y hacer la arena más familiar (mediante el uso de una jaula de casa, por ejemplo) podría mejorar algunos de estos problemas, pero no está claro si este nuevo ensayo exploración de objetos es adecuado para probar los ratones más jóvenes.

Un conjunto potencial de los análisis estadísticos se discutió aquí. Dada la naturaleza única de los datos de secuenciación de este ensayo genera, es muy posible que las estrategias de análisis alternativos pueden revelar información adicional que este enfoque relativamente simple no reveló. Los datos representativos que se analizó y se incluye aquí mostró modesto pruebas de comportamientos exploratorios estampadas como ratones C58 hembra mostraron una mayor repetición en el campo de prueba circular (Figura 2A). No hubo evidencia para sugerir cualquier aumento en los niveles de repetición de la C58 en la arena rectangular (Figura 2C), así como pruebas de que machos mostró ningún patrón, ya sea en la arena (Figura 2B, 2D). ThERE es actualmente ninguna explicación para la diferencia de comportamiento entre el macho y la hembra sujetos de prueba. Una posible explicación podría ser los comportamientos inherentes de esta cepa de ratón. Se ha encontrado que los hombres tienden a mostrar C58 conductas repetitivas y más ansiosos que sus contrapartes femeninas 11. Esta diferencia en el comportamiento ansioso podría conducir a una menor interés en formar una preferencia por un objeto específico y más de un interés en explorar simplemente que estos factores pueden inducir ansiedad objetos novedosos. Es muy posible que otras cepas de ratón también pueden mostrar diferencias de sexo en este ensayo.

Ambos ratones machos y hembras C58 mostraron preferencia objeto específico dentro del campo de prueba circular, ya que volvieron a sus tiempos novela objeto preferido más a menudo, así como visitaron a su objeto preferido menos frecuencia significativamente menor que las otras cepas (Figura 3A, 3B). La cepa C58 también mostró preferencia por un objeto sobre el otro yon la arena circular, pero no en la arena rectangular (Figura 3C, 3D). Esto es probablemente debido a alguna característica sobresaliente del campo de prueba redonda al igual que la falta de esquinas, la mayor superficie disponible para la exploración o el aumento de la distancia de los objetos de las paredes. El trabajo futuro en este ensayo debe investigar los efectos de estas variables sobre la exploración del ratón.

El enfoque principal aquí ha sido en los comportamientos repetitivos de orden superior, pero teniendo en cuenta que todos los comportamientos en el nuevo ensayo son objeto de vídeo grabado, también es posible medir otras conductas. -Orden inferior conductas repetitivas tales como la crianza, el salto, el aseo y la excavación se observan con frecuencia en los ensayos de campo abierto como este. Con algunos ratones, estos comportamientos pueden competir con la presencia de conductas repetitivas de orden superior y serían importantes para medir y cuantificar tanto durante la aclimatación y el período de pruebas.

A pesar del hecho de que sólodos estudios que utilizan novela exploración de objetos en ratones se han publicado hasta la fecha 17,22, este ensayo tiene el potencial para llenar una necesidad existente de un ensayo que mide el comportamiento repetitivo de orden superior de forma rápida y con un mínimo de variables de confusión. Tal ensayo sería muy bien complementar las pruebas existentes de los RRB de orden superior, tales como la exploración del agujero de a bordo y el aprendizaje reversión. RRB son una característica central de la CIA y potencialmente debilitante para la vida de los individuos afectados. modelos de ratón validados para RRB bajos y altos de orden sería extremadamente valioso para probar posibles intervenciones farmacológicas y conductuales. El nuevo ensayo de exploración objeto descrito aquí tiene el potencial para servir una necesidad muy importante en la investigación biomédica básica.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Los autores desean reconocer el programa de verano de Iniciación Científica, el Grupo de Usuarios de Tecnología Académica, el Centro para el aprendizaje digital, y el Centro de Ciencias de la Universidad de Redlands.

Los autores desean dedicar este trabajo a la memoria de 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

Comportamiento Edición 114 novela de exploración de objetos comportamientos repetitivos restringidos campo abierto la actividad locomotora la neurociencia conductual trastorno del espectro autista ratón
Exploración de objetos novela como un ensayo de potencial de mayor orden repetitivo Comportamientos en ratones
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