Waiting
Login processing...

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

Behavior

Valutare l'alterazione della memoria spaziale in un modello di topi di lesioni traumatiche del cervello usando un labirinto radiale

Published: July 17, 2017 doi: 10.3791/55986

Summary

Qui presentiamo un protocollo per una prova specifica del topo di cognizione che non richiede nuoto. Questo test può essere utilizzato per distinguere con successo i topi traumatici e lesioni cerebrali indotte da impatto corticale controllato dai controlli di sangue.

Abstract

Nonostante il recente aumento dell'uso dei modelli di topi nella ricerca scientifica, i ricercatori continuano ad utilizzare compiti cognitivi originariamente progettati e convalidati per l'uso del ratto. Il test di labirinto Radial Water Tread (RWT) della memoria spaziale (progettato appositamente per i topi e che non richiede nuoto) è stato dimostrato in precedenza per distinguere con successo tra i topi TBI controllati dall'impatto corticale e i controlli di sangue. Qui viene presentato un protocollo dettagliato per questa attività. Il labirinto RWT capitalizza sulla tendenza naturale dei topi per evitare aree aperte a favore di abbracciare i lati di un apparato (thigmotaxis). Le pareti del labirinto sono fiancheggiate da nove fori di fuga posizionati al di sopra del pavimento dell'apparecchio, e i topi sono addestrati per usare le indicazioni visive per individuare il foro di fuga che porta dal labirinto. Il labirinto è pieno di un centimetro di acqua fredda, sufficiente a motivare la fuga, ma non abbastanza profonda per richiedere che il nuoto del nuoto. Il periodo di acquisizione richiede solo quattro addestramentiGiorni con un test di ritenzione della memoria nel giorno 5 e un test di memoria a lungo termine il giorno 12. I risultati qui riportati suggeriscono che il labirinto RWT è un'alternativa fattibile ai test cognitivi basati sul nuoto convalidati da ratto nella valutazione dello spazio Deficit di memoria nei modelli del mouse di TBI.

Introduction

Le alterazioni della memoria sono tra i sintomi più comuni riportati dai pazienti in seguito alla lesione traumatica del cervello (TBI) 1 , 2 . L'identificazione e la valutazione accurata di analoghi deficit di memoria nei modelli animali di TBI sono quindi essenziali per la nostra comprensione di questa condizione e la sua gestione. Qui presentiamo un protocollo per testare la memoria spaziale in un modello di mouse di TBI usando un labirinto Radial Water Tread (RWT). Questo apparato è stato precedentemente mostrato per valutare i deficit cognitivi nei modelli di topo di TBI 3 indotti da impatto corticale controllato (CCI) e rappresenta un'alternativa potenziale a prove sperimentali di cognizione convalidate dal ratto.

La crescente diversità e disponibilità di modelli di topi transgenici ha portato ad un recente incremento dell'uso di topi nei ratti nella ricerca scientifica 4 . Nonostante questo turno, i ricercatori continuano a contare su un comportamento aI compiti cognitivi originariamente progettati e convalidati per l'uso del ratto. I test più comuni attualmente utilizzati per valutare la conoscenza nei topi, il labirinto acquatico di Morris (MWM) e il labirinto circolare di Barnes, sono stati appositamente progettati per capitalizzare i comportamenti istintuali trovati nei ratti 5 , 6 . Considerando le differenze genetiche, neuroetologiche e cognitive che esistono tra queste due specie 4 , non è sorprendente che i topi siano costantemente sottoperformati a questi compiti 7 , 8 .

Le differenze dipendenti dalle specie nell'abilità di test sono particolarmente interessanti nei test cognitivi basati sul nuoto, come il MWM. Mentre entrambi i ratti e i topi sono nuotatori esperti, i ricercatori hanno identificato diversi ceppi di topi che eseguono notevolmente male i compiti cognitivi basati sul nuoto 9 , 10 , 11 , 12 , 13 . Anche in animali selvatici, i ratti generalmente superano i topi 7 , 8 . Mentre questo potrebbe essere interpretato come una differenza specifica della specie nella memoria spaziale, analisi di follow-up utilizzando un labirinto a terra secca non hanno rilevato differenze dipendenti dalla specie nelle prestazioni cognitive 8 . Un certo numero di fattori non correlati alla cognizione potrebbero rappresentare questa constatazione, comprese le differenze dipendenti dalla specie sia nella capacità di nuoto che nella strategia di ricerca. Infatti, l'analisi fattoriale delle strategie di ricerca specifiche del mouse nel MWM mostra che i fattori non-conoscitivi (in particolare, la thigomotaxis e la passività [ cioè , galleggianti]) possono svolgere un ruolo più significativo nelle prestazioni MWM rispetto all'apprendimento spaziale 14 .

Qui dimostriamo l'uso di una prova cognitiva progettata per capitalizzare l'inComportamento conciso di topi e che non necessita di nuoto, per misurare la disfunzione di memoria spaziale in un modello di topi del CCI indotto da TBI. Mentre il labirinto RWT ( Figura 1 A-B ) è stato concepito come un nuovo ibrido del labirinto circolare MWM e Barnes, è stato specificamente progettato per sfruttare il comportamento thigmotactic istintivo ai topi 15 , 16 . L'apparecchio è costituito da una vasca d'acciaio zincata da 32 pollici in cui sono stati forati nove fori di uscita uniformemente distanziati. I fori sono centrati di 2-1 / 4 pollici al di sopra del pavimento della vasca e sono dimensionati per adattarsi ad adattatori trapani ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici. Otto delle uscite sono coperte dall'esterno e cieco ad una profondità di 1 pollice con gli arresti di gomma. Il nono è collegato da un gomito a 90 gradi acrilonitrile butadiene stirene (ABS) ad una scatola di plastica opaca da cui il mouse può essere facilmente rimosso dopo la prova. Nel corso di unBreve periodo di acquisizione, il mouse è addestrato per utilizzare le indicazioni visive uniche che fiancheggiano il labirinto per individuare questa scatola di fuga. Durante i test, il labirinto è riempito con un pollice di acqua fredda (12-14 ° C), abbastanza avversivo da promuovere la fuga, ma non abbastanza profondo che il mouse è necessario per nuotare.

Il labirinto di RWT rappresenta un'alternativa a basso costo e basso mantenimento del MWM ed è stato utilizzato con successo nei modelli di topi invecchiati e transgenici dei modelli 15 , 17 , 18 , 19 e CCI indotti da TBI 3 . Il protocollo qui descritto rappresenta un metodo semplice ed efficace per misurare la compromissione della memoria spaziale che non richiede alcuna formazione pre-lesioni e potrebbe essere facilmente modificata in base alle particolari esigenze di un laboratorio di ricerca.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tutte le procedure e la manipolazione degli animali sono state condotte in conformità con le linee guida per la cura degli animali rilasciate dall'Istituto Nazionale di Salute e dall'Università di Washington Animal Care and Use Committee.

1. Chirurgia

  1. Anestetizza il topo al 5% di isoflurano in una scatola di induzione fino all'inconscio. Confermare l'anestesia con una riduzione del tasso di respirazione e l'assenza di un riflesso di ritiro dopo toe-pinch.
  2. Mantenere l'anestesia attraverso il cono al naso a 2-2,5% durante l'intervento chirurgico. Monitorare il tasso di respirazione durante l'intervento chirurgico per assicurare che il topo rimanga inconscio.
  3. Posizionare il mouse in predisposizione su un tappetino di riscaldamento e posizionare il mouse nel dispositivo stereotassico utilizzando le barre degli orli, assicurandosi che la testa sia sicura e piatta.
  4. Togliere i capelli dal cuoio capelluto utilizzando la crema di rimozione dei capelli. Sciacquare bene il cuoio capelluto con salina.
  5. Pulire il sito chirurgico con un iodio alternato e un lavaggio al 70% di etanolo.
  6. AdministeIniezione sottocutanea di Lidocaine e Bupivacaine (1 mg / kg) al cuoio capelluto.
  7. Con forbici chirurgiche, eseguire un'incisione midline longitudinale e ritirare la pelle per rivelare il cranio.
  8. Utilizzando una sega a trefine da 5 mm preformare una craniotomia sopra la corteccia frontoparietale sinistra con punto centrale a 2,5 mm dietro bregma e 2,5 mm a sinistra della linea mediana. Rimuovere con cautela il cerchio dell'osso per esporre il cervello.
  9. Impostare il dispositivo di impatto a una velocità di 6 m / s e 200 ms di tempo di sosta.
  10. Posizionare il dispositivo dell'impulso finché la punta di impatto convessa da 3 mm non tocca leggermente la superficie del cervello a 2,5 mm dietro il bregma e 2,55 mm a sinistra della linea mediana. Togliere la punta di impatto e abbassare di 1 mm (profondità d'impatto). Quando è pronto spegnere il dispositivo, generando l'impatto desiderato.
  11. Coprire la craniotomia con un disco sterile di polipropilene cementato a derma con adesivo tissutale e suturare l'incisione chiusa.
  12. Togliere il mouse dall'anestesia e dare l'IP di iniezione di BuprEnorfina (0,5 mg / kg).
  13. Lasciare riposare il mouse in una gabbia pulita, riscaldata da un tappetino di riscaldamento. Il mouse deve essere monitorato per segni di dolore o disturbo nei prossimi 24 h.
    NOTA: i controlli Sham devono ricevere il trattamento identico come sopra, con i passaggi 1.8-1.9 omessi.

2. Costruzione di labirinto radiale del mattone dell'acqua

  1. Foro 9 buchi di uscita, abbastanza grandi per ospitare gli adattatori di trapano ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici, a intervalli uguali intorno alla circonferenza di una tubazione in acciaio zincato di 32 pollici. Centrare questi fori di uscita circa 2-1 / 4 pollici sopra il pavimento della vasca.
  2. Montare un adattatore per trappola ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici in ciascuno dei fori di uscita e fissarlo con i dadi ad anello inclusi.
  3. Con tappi in gomma, il tappo otto delle nove uscite dall'esterno dell'apparecchio. L'uscita finale e non scoperta servirà come via di fuga. Non importa quale uscita sia designata come via di fuga.
  4. Fissare un ABS da 90 °Gomito verso l'estremità esterna dell'uscita rimanente. La curva a 90 ° serve a impedire ai soggetti di prova di determinare visivamente la corretta via di fuga dall'interno del labirinto.
  5. Costruire la scatola di scarico da qualsiasi scatola opaca in grado di essere sanificata e di circa 30 cm x 15 cm x 15 cm. Tagliare un foro sul lato della scatola, direttamente sopra il pavimento, abbastanza grande per ospitare un gomito ABS da 90 °.
  6. Fissare la scatola di fuga all'estremità terminale del gomito ABS da 90 °.
  7. Alzare leggermente la scatola di fuga (meno di un pollice) sopra la superficie del pavimento. Ciò consente di alloggiare ampi spazi per un pannello di riscaldamento elettrico o un'altra sorgente di riscaldamento da posizionare sotto la scatola di fuga.
  8. Stampare e laminare almeno 5 segnali visivi unici. Utilizzare immagini semplici e ad alto contrasto che possono essere facilmente individuate dall'apparecchio. Si raccomandano forme di clipart in bianco e nero (triangolo, quadrato, cerchio).
  9. Usando i magneti, aderire i segni visivi alle pareti interne delapparato. I segnali dovrebbero essere approssimativamente uguali a distanza, attorno alla circonferenza dell'apparecchio.

3. Radial Water Label Label

NOTA: Il test di labirinto dell'acqua dovrebbe iniziare solo dopo che il sito chirurgico è stato guarito (circa una settimana dopo l'intervento chirurgico).

  1. Preparazione per il test.
    1. Consentire ai topi di acclimatarsi nella sala di prova per almeno 30 minuti prima di iniziare i test.
    2. Sanitizzare l'apparecchio utilizzando un spray al 70% di etanolo.
    3. Riempire l'apparecchio con circa 1 pollice di acqua fredda (12-14 ° C).
    4. Mettere un tappetino elettrico o un'altra sorgente di riscaldamento direttamente sotto la scatola di fuga. Tenere la scatola di fuga scura e calda per tutta la durata del test.
    5. Posizionare una sorgente luminosa luminosa sopra l'apparecchio.
      NOTA: Se si utilizza una lampada che potrebbe essere visibile per la ricerca degli animali dall'apparato stesso, fare attenzione a accertarsi che la lampada sia posta nello stessoOgni giorno. La lampada stessa potrebbe rappresentare un'altra segnalazione visiva per i topi da utilizzare per individuare la scatola di fuga e spostandola drasticamente di giorno in giorno potrebbe complicare i risultati.
  2. Protocollo di prova
    1. Rimuovere il mouse dalla sua gabbia dolcemente dalla coda e collocare al centro dell'apparecchio.
    2. Appena l'animale è dentro l'apparecchio, comincia il timing.
    3. Una volta che l'animale ha trovato l'uscita corretta e ha trovato / entrato nella casella di fuga, interrompere la temporizzazione e registrare il numero di secondi richiesti per trovare il percorso corretto.
    4. Se l'animale tenta di salire in un foro di terminazione e non spontaneamente rientrare nel labirinto dopo 10 secondi, guidare l'animale indietro nel centro del labirinto a mano.
    5. Se l'animale non riesce a trovare il percorso corretto nella scatola di fuga entro 3 minuti (180 s), segnala la prova come fallimento e registra come 180 s. Guidare con cura l'animale verso il corretto percorso a mano.
    6. Consenti ilMouse per rimanere nella scatola di fuga per un minuto, inter-trial riposo.
    7. Una volta che il riposo di 1 min è passato, rimuovere l'animale dalla scatola di fuga e tornare alla sua gabbia.
    8. Dissaldare accuratamente la scatola di uscita e uscire con un spray al 70% di etanolo per impedire al mouse di utilizzare segnali olfattivi per individuare il corretto tracciato di fuga. Questo passaggio non dovrebbe richiedere più di pochi secondi.
    9. Rimettere il mouse al labirinto per il prossimo processo.
    10. Ripetere i passaggi 3.2.1-3.2.9 fino a che il mouse non ha completato un totale di tre prove, ed è stato posizionato o è stato portato alla casella di fuga per tre volte.
    11. Dopo il riposo finale di 1 minuto, rimettere il mouse sulla sua gabbia.
    12. Scolare e sostituire l'acqua nell'apparecchio tra gli animali per garantire una temperatura uniforme durante i test.
    13. Ripetere i passaggi 3.2.1-3.2.12 per ogni mouse da testare.
    14. Il giorno successivo, ripetere le fasi di preparazione 3.2.1-3.2.5. Prestare particolare attenzione nel garantire che i segnali visivi rimanganoIn posizioni costanti tra i giorni di prova.
    15. Testate gli animali utilizzando il precedente protocollo di sperimentazione quotidiana per tre prove al giorno per quattro giorni (periodo di allenamento), con un ultimo test a tre prove per la conservazione della memoria il quinto giorno. Un sesto test triplice (lunga durata di memoria) può essere dato il giorno dodici.
    16. Non effettuare alcuna prova tra i cinque ei dodici giorni di prova.
  3. Analisi
    1. Se un mouse non riesce a completare il labirinto in meno di 180 secondi durante un periodo di due giorni ( cioè un totale di 6 prove consecutive, tutte segnate a 180 s), considerare il mouse insufficientemente motivato dalle condizioni di prova e rimuovere dall'analisi.
    2. Calcola la latenza media per completare il labirinto per ciascun soggetto di data di prova, misurando le tre prove quotidiane per quel giorno.
    3. Ottenere le differenze di gruppo nella memoria di memoria usando t-test standard per confrontare i gruppi alla prova del quinto giorno e alla data di prova della memoria a lungo termine. Se mRispetto a due gruppi sono stati confrontati, invece, l'ANOVA a senso unico seguita da un'adeguata analisi post-hoc (come il test di Tukey) per seguire qualsiasi significato ottenuto.
    4. Ottieni differenze di gruppo nel periodo di acquisizione (giorni 1-4) mediante analisi ripetuta di varianza.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Il labirinto RWT ( Figura 1 ) è stato utilizzato per indagare i deficit di memoria spaziale dipendenti da lesioni nei topi assegnati in modo casuale per ricevere o controlli controllati a effetto corticale TBI o sham. La lesione è stata generata utilizzando un impatto corticale guidato da solenoide con una punta convessa da 3 mm ei seguenti parametri di lesione: velocità di attacco 6 m / s, profondità di penetrazione di 1 mm e tempo di contatto di 200 ms. I topi hanno ricevuto test cognitivi a partire da 35 giorni dopo la chirurgia e sono stati assegnati quattro giorni di allenamento (periodo di acquisizione) seguito da una prova di ritenzione della memoria al giorno 5 e una prova di memoria a lungo termine il giorno 12, come descritto sopra protocollo. La Figura 2 mostra una chiara distinzione di gruppo in latenza per completare il labirinto nel tempo tra topi TBI e controlli sham. L'analisi dei dati qui presentati ha rivelato che la latenza è stata significativamente ridotta nei controlli dello sham rispetto ai topi TBI Sia il giorno 5 che il giorno 12 ( Figura 2 ). Nessun soggetto ha soddisfatto i criteri per essere considerato insufficientemente motivato dalle condizioni di prova e quindi nessun topo è stato rimosso dall'analisi.

Figura 1
Figura 1: Radiale.
Il labirinto è costituito da una vasca d'acciaio zincata da 32 pollici con nove uscite, ogni 2-1 / 4 pollici sopra il pavimento dell'apparecchio. Di queste uscite, otto terminano dopo circa 1 pollice (uscite decoy) e uno porta in una scatola di salvataggio riscaldata (30 cm x 15 cm x 15 cm) nascosta dietro una curva ad angolo di 90 ° per impedire la conferma visiva della via di fuga. Al raggiungimento della scatola di fuga, i soggetti hanno ricevuto un periodo di riposo di 1 minuto. L'apparecchio è riempito con un pollice di acqua fredda (12-14 ° C) per motivare il comportamento di fuga e fiancheggiato da cinque segnali visivi unici per l'orientamento spaziale./ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55986/55986fig1large.jpg "target =" _ blank "> Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

figura 2
Figura 2: Risultati rappresentativi del labirinto Radial Water Tread.
I topi C57BL / 6J, di 10 settimane di età, hanno ricevuto l'intervento di controllo controllato (n = 11) o il trucco (n = 6). I parametri di lesione erano i seguenti: punta di impatto convessa da 3 mm, velocità di 6 m / s, profondità di penetrazione di 1 mm e tempo di permanenza di 200 ms. I topi hanno iniziato a ricevere test di labirinto RWT 35 giorni dopo la lesione. Il protocollo di prova è stato costituito da tre prove al giorno per quattro giorni (periodo di acquisizione), seguito da una prova a tre prove della ritenzione di memoria nel giorno 5 e un test di memoria a lungo termine a tre prove nel giorno 12. L'analisi di misurazione ripetuta della varianza non è stata trovata Differenze di gruppo durante il periodo di acquisizione (giorni 1-4) (F [1,15] = 1,844, p> 0,05). La latenza per completare il labirinto è stata significativamente elevata nei topi TBI rispetto ai controlli di sham in entrambi i giorni 5 (t [15] = 1.907, p <0.05) e il giorno 12 (t [15] = 2.242, p <0.05). I punti dati rappresentano i mezzi di gruppo (± SEM). Il significato è stato determinato da t-test standard (one-tailed, basato su un'ipotesi a priori delle differenze di gruppo) ed è riportata come p <0,05 (*) Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Il protocollo di labirinto RWT presentato qui segna con successo la distinzione tra i topi TBI indotti da CCI e i controlli di sham e rappresenta un'alternativa alternativa possibile al mouse al MWM e al labirinto circolare di Barnes. Mentre i risultati riportati qui parlano solo dell'uso del labirinto RWT in un modello di topi TBI, questo apparecchio è stato utilizzato con successo nei modelli invecchiati e transgenici in cui la non conformità causata da stress derivante da prove basate sul nuoto effettuate utilizzando il MWM non pratico 15 , 17 , 18 , 19 . Altri modelli di mouse in cui i disavanzi oi disavanzi motori sono problemi di ricerca potenziali possono anche beneficiare di questo compito cognitivo.

Oltre ai vantaggi di progettazione precedentemente discussi, uno dei vantaggi del labirinto RWT è la sua semplicità sia in termini di costruzione che di utilizzo. L'apparecchio è facilmente costruito con relMateriali a basso costo e possono essere sanificati senza danneggiare i componenti, rendendolo ideale per strutture specifiche senza patogeni (SPF). Il periodo di acquisizione richiede solo quattro giorni di test, senza necessità di formazione pre-lesioni. Il test quotidiano implica un impegno minimo di tempo (~ 10 min / animale) e richiede poche esperienze prima della padronanza. A causa della sua semplicità nella costruzione e nell'uso, il labirinto RWT è l'ideale per un laboratorio costretto da un budget relativamente stretto e con poca esperienza di test comportamentali o cognitivi.

Ci sono diversi passi che i ricercatori possono adottare per ridurre la potenziale variabilità quando si utilizza il protocollo che abbiamo descritto qui. Alcune raccomandazioni per ottenere risultati coerenti e di qualità includono la sperimentazione in tempi analoghi di giorno in tutte le coorti, utilizzando la stessa persona / persone per condurre test quando possibile, mantenendo un ambiente di prova tranquillo e calmo e una vasta gestione dei topi prima del test. Dovrebbe anche essere emphaDimensioni che mentre la temperatura dell'acqua elencata in questo protocollo ha determinato le condizioni di test di successo per i topi maschi C57BL / 6J, la preferenza di temperatura e l'ipotermia sono fortemente ceppi e dipendono dal sesso 20 . I laboratori dovrebbero effettuare i propri test preliminari se utilizzano altri ceppi o topi femminili per determinare un'intervallo di temperatura efficace che non induca l'ipotermia. Infine, i segnali visivi dovrebbero essere semplici, facilmente distinguibili e visibili ai soggetti durante il test. Le forme in bianco e nero di base (laminate o rivestite di plastica, in modo da poter essere sanificate) sono preferibili.

Mentre il protocollo di test descritto qui è relativamente semplice, potrebbe essere facilmente adattato per dare ai ricercatori una pletora di informazioni oltre la latenza per fuggire. Il software di monitoraggio degli animali può essere utilizzato per raccogliere una ricchezza di parametri aggiuntivi e potrebbe essere utilizzato per identificare le differenze specifiche del gruppo nei comportamenti di ricerca. Tale software non è inerenteTuttavia, come dimostrato qui. Inoltre, le prove di sonda, in cui l'uscita alla scatola di fuga è bloccata o che i segnali visivi sono stati ruotati per indicare l'uscita in un foro di terminazione, potrebbero essere utilizzati per integrare il protocollo qui descritto. Mentre un periodo di acquisizione di quattro giorni era tutto necessario per generare i risultati rappresentativi presentati qui, incoraggiamo i ricercatori a testare altri parametri / modelli TBI o ceppi genetici per condurre i propri test pilota e abbreviare o prolungare il periodo di formazione se necessario .

Ci sono limitazioni con questo protocollo di prova che meritano di menzionare. In primo luogo, sostituire l'acqua fredda e sanificare l'apparato tra i soggetti può essere sia tempo intensivo che fisicamente impegnativo. Per ridurre al minimo lo sforzo e il tempo del ricercatore, i test dovrebbero essere condotti in una stanza con uno scarico a pavimento disponibile per facilitare il drenaggio dell'acqua e un facile accesso ad un lavandino ad acqua fredda con tubo flessibile. In secondo luogo, l'uso diIl timing manuale senza registrazione video introduce un rischio di errore umano. Poiché il software di monitoraggio può essere costoso per alcuni laboratori, tuttavia, tale rischio è inevitabile se è necessario utilizzare il timing manuale. Inoltre, come per il MWM, la memoria spaziale non può essere ripetuta negli stessi soggetti utilizzando il labirinto RWT (ad esempio , una volta che il labirinto è stato appreso, non è possibile imparare a consentire ulteriori test di memoria spaziale). Inoltre, potrebbero esserci effetti provocati da deficit motoristici legati alla TBI che potrebbero alterare la capacità dei topi TBI di eseguire il labirinto rispetto agli shams. Con questo in mente, tuttavia, potrebbe essere che tutte le prove di memoria spaziale dei roditori che richiedono un movimento avrebbero una limitazione simile. Il software di monitoraggio del movimento potrebbe essere impiegato con il RTM per valutare la lunghezza e la velocità del percorso totale e per quantificare tali differenze. Infine, i ricercatori dovrebbero essere consapevoli che il labirinto RWT descritto qui non rappresenta l'unico test di non nuoto disponibile per la sperimentazione di cognizione nei modelli di topi di TBI. Altro tEst, come il y-labirinto, sono stati usati per distinguere con successo il trucco da topi TBI 21 . I ricercatori dovrebbero pesare i pro ei contro di ogni prova prima di decidere quale utilizzare nel loro laboratorio.

Il protocollo di labirinto RWT descritto qui rappresenta una nuova alternativa specifica del topo ai test cognitivi convalidati dal ratto attualmente utilizzati nella ricerca del modello di mouse e non richiede nuoto. Poiché l'uso di modelli di topi nella ricerca scientifica continua ad aumentare, l'eventuale approvazione di strumenti di ricerca convalidati dal mouse potrebbe portare a risultati più accurati della ricerca.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Questa ricerca è stata sostenuta dall'Istituto per le opportunità di concessione del progetto pilota per la salute transazionale (UL1TR000423), dall'Università di Washington Center per lo sviluppo umano e la disabilità e dall'Università di Washington, Core e Brain Imaging Core. Vorremmo riconoscere il dottor Warren Ladiges per il suo ruolo nello sviluppo e nella diffusione del design e del protocollo originale del labirinto Radial Water Tread presentato qui. Ringraziamo anche Toby Cole per la sua assistenza con questo progetto.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
35 Gal. Hot Dipped Steel Round Tub Home Depot Internet #206638142 Needed: 1
1-1/2 in. ABS DWV SPG x SJ Trap Adapter Home Depot Internet #100344703, Store SKU #188956 Needed: 9
1-3/4 in. x 1-7/16 in. Black Rubber Stopper Home Depot Internet #100114974 Store SKU #755844 Needed: 8
1-1/2 in. ABS DWV 90 Degree Hub x Hub Elbow Home Depot Internet #100346663 Store SKU #188603 Needed: 1
HDX
10 Gal. Storage Tote
Home Depot Internet #202523587 Store SKU #258804 Store SO SKU #258804 Needed: 1
Impact One Stereotaxic Impactor for CCI Leica Biosystems 39463920 Needed: 1
Vernier Stereotaxic w/ Manual Fine Drive Stereotaxic Instrument for Small Animals Leica Biosystems 39463001 Needed: 1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Levin, H. Neurobehavioral outcome of closed head injury: Implications for clinical trials. J. Neurotrauma. 12 (4), 601-610 (1995).
  2. Schretlen, D., Shapiro, A. A quantitative review of the effects of traumatic brain injury on cognitive functioning. Int Rev Psychiatry. 15 (4), 341-349 (2003).
  3. Cline, M. M., et al. Novel application of a radial water tread maze can distinguish cognitive deficits in mice with traumatic brain injury. Brain Res. 1657, 140-147 (2017).
  4. Ellenbroek, B., Youn, J. Rodent models in neuroscience research: Is it a rat race? Dis. Model. Mech. 9 (10), 1079-1087 (2016).
  5. Morris, R. Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat. J. Neurosci Methods. 11 (1), 47-60 (1984).
  6. Barnes, C. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psych. 93 (1), 74-104 (1979).
  7. Frick, K., Stillner, E., Berger-Sweeney, J. Mice are not little rats: Species differences in a one-day water maze task. Neuroreport. 11 (16), 3461-3465 (2000).
  8. Whishaw, I., Tomie, J. Of Mice and Mazes: Similarities Between Mice and Rats on Dry Land But Not Water Mazes. Physiol Behav. 60 (5), 1191-1197 (1995).
  9. Francis, D., Zaharia, M., Shanks, N., Anisman, H. Stress-induced disturbances in Morris water-maze performance: Interstrain variability. Physiol Behav. 58 (1), 57-65 (1995).
  10. Wahlsten, D., Rustay, N., Metten, P., Crabbe, J. In search of a better mouse test. Trends Neurosci. 26 (3), 132-136 (2003).
  11. Crawley,, et al. Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies. Psychopharmacology. (Berl). 132 (2), 107-124 (1997).
  12. Wahlsten, D., et al. Different data from different labs: lessons from studies of gene-environment interaction. J. Neurobiol. 54 (1), 283-311 (2002).
  13. Rogers, D. C., et al. Use of SHIRPA and discriminant analysis to characterise marked differences in the behavioural phenotype of six inbred mouse strains. Behav Brain Res. 105 (2), 207-217 (1999).
  14. Wolfer, D. P., Stagljar-Bozicevic, M., Errington, M. L., Lipp, H. Spatial Memory and Learning in Transgenic Mice: Fact or Artifact? Physiology. 13 (3), 118-123 (1998).
  15. Koopmans, G., Blokland, A., Vannieuwenhuijzen, P., Prickaerts, J. Assessment of spatial learning abilities of mice in a new circular maze. Physiol Behav. 79 (4-5), 683-693 (2003).
  16. Deacon, R., Rawlins, N. Learning impairments of hippocampal-lesioned mice in a paddling pool. Behav Neurosci. 116 (3), 472-478 (2002).
  17. Pettan-Brewer, C., et al. A novel radial water tread maze tracks age-related cognitive decline in mice. Pathobiol Aging Age Relat Dis. 3, 1-4 (2013).
  18. Wiley, J., Pettan-Brewer, C., Ladiges, W. Phenylbutyric acid reduces amyloid plaques and rescues cognitive behavior in AD transgenic mice. Aging Cell. 10 (3), 418-428 (2011).
  19. Enns, L., et al. Disruption of Protein Kinase A in Mice Enhances Healthy Aging. PLoS ONE. 4 (6), (2009).
  20. Ivonen, H., Nurminen, L., Harri, M., Tanila, H., Puolivali, J. Hypothermia in mice tested in Morris water maze. Behav Brain Res. 141 (2), 207-213 (2003).
  21. Shultz, S. R., et al. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is neuroprotective in experimental traumatic brain injury. J Neurotrauma. 31 (10), 976-983 (2014).

Tags

Comportamento Numero 125 Lesioni traumatiche del cervello test cognitivi test comportamentali labirinto dell'acqua impatto corticale controllato Neuroscienze modello del topo topi
Valutare l&#39;alterazione della memoria spaziale in un modello di topi di lesioni traumatiche del cervello usando un labirinto radiale
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cline, M. M., Ostlie, M. A., Cross,More

Cline, M. M., Ostlie, M. A., Cross, C. G., Garwin, G. G., Minoshima, S., Cross, D. J. Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze. J. Vis. Exp. (125), e55986, doi:10.3791/55986 (2017).

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