Waiting
Login processing...

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

Behavior

Analisi apprendimento spaziale e comportamento prosociale nei topi utilizzando il labirinto di Barnes e paradigmi Damsel in Distress

Published: November 17, 2018 doi: 10.3791/58008

Summary

Questo protocollo misure di apprendimento spaziale e memoria utilizzando il labirinto di Barnes. Un nuovo paradigma di Damsel in Distress viene utilizzato per valutare l'attività locomotrice e comportamento prosociale nei topi.

Abstract

Il labirinto di Barnes è una misura affidabile di apprendimento spaziale e la memoria che non richiedono la restrizione alimentare o l'esposizione a stimoli estremamente stressanti. Il labirinto di Barnes è in grado di valutare anche altri comportamenti del mouse, ad esempio motivazione generale per fuggire dalla piattaforma labirinto e comportamento esplorativo. Il labirinto di Barnes può misurare se una mutazione genetica o variabile ambientale può influire l'acquisizione e la conservazione delle memorie spaziali, nonché a fornire informazioni circa la strategia di ricerca impiegata dai topi. Qui usiamo il labirinto di Barnes per rilevare un deficit di memoria nei topi adulti dopo un evento di esposizione singola etanolo inerente allo sviluppo. Il paradigma di Damsel in Distress recentemente descritto espone un topo maschio a un topo femmina intrappolato in una camera nel campo Apri centro dell'arena. Fornisce un'opportunità per il mouse socialmente rispondere alla donna intrappolata e comportamenti prosociali. Il paradigma del Damsel in Distress è utilizzabile anche per esaminare il comportamento del mouse in un romanzo attività locomotrice arena e misura. Sia il labirinto di Barnes e i protocolli di Damsel in Distress richiedono un investimento finanziario minimo e la maggior parte degli aspetti delle prove può essere costruita da materiale di laboratorio comuni. Questi strumenti flessibili e accessibili è utilizzabile anche per rilevare cambiamenti comportamentali nel corso dello sviluppo.

Introduction

Lo scopo del presente protocollo è quello di misurare l'apprendimento spaziale e memoria nei topi utilizzando il labirinto di Barnes, nonché la risposta sociale e locomozione utilizzando il paradigma del Damsel in Distress. Comunemente utilizzato test di apprendimento e la memoria spaziale per roditori includono il labirinto a bracci radiali, che misura la capacità di un topo a trovare cibo nascosto in un braccio di un apparato multi-razze, e il labirinto dell'acqua di Morris, che pone un topo in una vasca grande o piscina di acqua e valuta quanto tempo ci vuole per trovare una piattaforma subacquea nascosta. In genere, formazione per questi paradigmi si estende su più prove e permette la misurazione di entrambi apprendimento tassi di acquisizione e fidelizzazione attraverso brevi e prove di memoria a lungo termine.

Sebbene il labirinto a bracci radiali e del labirinto dell'acqua di Morris sono modi affidabili per testare la memoria nei roditori, che presentano complicazioni per alcuni ricercatori. Entrambi labirinti utilizzano privazione o forti stimoli avversivi come rinforzo1. Il labirinto a bracci radiali utilizza deprivazione alimentare per assicurare che i roditori sono adeguatamente motivati a trovare una ricompensa in cibo. Nel labirinto dell'acqua di Morris, gli effetti dello stress indotto da una nuotata forzata possono alterare risultati nei topi2.

Il labirinto di Barnes è un compito di consapevolezza spaziale alternativo che richiede roditori di imparare la posizione di un foro al fine di sfuggire alla superficie del labirinto aperto e luminoso,3. Debole stimolo avversivo (luce o suono) viene quindi applicato per aumentare le probabilità che topi escano dalla piattaforma. Il labirinto di Barnes non richiede la privazione di cibo, quindi la quantità di preparazione animale è inferiore a quella del labirinto a bracci radiali. Può essere utilizzato senza conflitto dai ricercatori che indagano i comportamenti o molecole associate mangiare, regolazione ormonale o vie ipotalamiche.

Il labirinto di Barnes ha anche vantaggi nel labirinto dell'acqua di Morris. È meno stressante che il labirinto dell'acqua di Morris, causando meno elevati livelli di corticosterone in topi4. Inoltre, è molto più semplice da montare e richiede meno dedicato spazio durante la procedura di collaudo e deposito.

Il dosaggio di Damsel in Distress è un semplice esperimento di due parti che può valutare attività locomotrice seguita da comportamento prosociale. Il dosaggio di Damsel in Distress è concepito per valutare i comportamenti esplorativi e reattività sociale di un roditore maschio in risposta a un roditore femmina intrappolato. Un metodo comunemente usato per valutare la socialità (così come preferenza per novità sociale) è l'uso di test di tre-alloggiamento socialità di Crawley, che valuta la libera scelta di un mouse per trascorrere il tempo vicino o lontano da altri topi5.

Simile al test di tre-alloggiamento socialità di Crawley, il dosaggio di Damsel in Distress misura inoltre la libera scelta su come trascorrere il tempo in presenza di un altro mouse, ma fornisce anche misure per gli aspetti più profondi del funzionamento sociale: 1) nella Damsel in Distress saggio, il mouse femmina intrappolato si tiene al centro di un campo aperto, in modo avversione al potenziale del maschio in un campo aperto è snocciolato contro sua unità socialmente esplorare o investigare una donna afflitta conspecifico. 2) il modello Damsel in Distress fornisce anche un modo per valutare il comportamento prosociale ed empatico in risposta al mouse intrappolato, che frequentemente non è stato esplorato in topi.

Empatia animale è sicuramente osservabili e misurabili, anche se non molti paradigmi esistono per questo scopo. Ad esempio, nei ratti, un compagno di gabbia trappola può indurre uno stato di motivazione prosociale, dove ratti funzionerà gratuita l'animale intrappolato. Infatti, ratti saranno scegliere di aiutare l'animale intrappolato anche prima di aprire un contenitore simile contenente uno snack al cioccolato, poi accedere il cioccolato e condividerlo con il ratto appena liberato6.

Misure di empatia in topi riguardano in genere l'inflizione di dolore; Infatti, topi che guarda altri topi nel dolore sono più sensibili al dolore se stessi7,8. Lo sforzo del fermo è un fenomeno caratterizzato nei roditori ed è stato accoppiato con shock per esaminare le risposte di sforzo, come una misura di empatia in topi9,10.

Ci sono considerazioni etiche associate a dolore indotto o shock, così stressanti alternative sono necessari. Abbiamo sviluppato il paradigma Damsel in Distress come misura del comportamento empatico in assenza di dolore o di trattamento d'urto. I topi intrappolati nel nostro protocollo Damsel in Distress mostrano segni evidenti di afflizione dopo solo alcuni istanti come non sono in grado di girare intorno all'interno del contenitore piccolo, eppure sono illesi, fornendo un'opportunità per altri topi rispondere alle loro angosce.

Per iniziare la valutazione Damsel in Distress, un topo maschio viene inserito in una grande arena romanzo contenente un piccolo cilindro centrale vuoto. Comportamenti esplorativi sono registrati per alcuni minuti, tra cui quante sezioni dell'arena sono attraversate e quanto tempo è trascorso nello spazio all'aperto centrale. Questo metodo consente di escludere i deficit motorio come un confounder potenziale in una situazione di apprendimento che richiede movimento coordinato per il completamento in modo facile e veloce. Fornisce anche una misura fondamentale di quanta avversione al campo centro aperto è presente. Entrambe le misure potrebbero influenzare la prestazione del labirinto di Barnes.

In seguito l'esplorazione iniziale, l'uomo viene rimosso dall'arena e un topo femmina viene inserito in un cilindro trasparente centrale chiuso, piccolo (simile a quello utilizzato per raccogliere il sangue dai topi). Quindi, il mouse maschio originale viene reintrodotto nell'arena e comportamento esplorativo viene nuovamente segnato. Il paradigma del Damsel in Distress valuta se un mouse è interessato a un'interazione sociale basata sui cambiamenti nei modelli di comportamento quando una donna intrappolata è presente (segnato dal tempo trascorso nel quadrato centrale e il numero di episodi di scavo) e se il mouse ha un comportamento prosociale verso la donna intrappolata (segnato dalla quantità di indagini cilindro ed eventi contatti con la donna intrappolata). L'analisi di Damsel in Distress può essere usata per misurare una propensione per la novità sociale (simile alla prova tre-alloggiamento socialità di Crawley) a seconda se i ricercatori intrappolano un mouse familiarità o romanzo.

Insieme, il labirinto di Barnes ed esperimenti Damsel in Distress consentono la valutazione accurata del mouse capacità di apprendimento e capacità di risposta sociale in assenza di stimoli estremamente stressanti. Come con tutte le analisi comportamentali, questi esperimenti devono essere eseguiti con grande sensibilità verso l'esperienza degli animali, riducendo al minimo il disagio vissuto dall'animale.

Come la maggior parte dei labirinti, differenze nell'attività locomotrice possono influenzare le prestazioni sul labirinto di Barnes, così i ricercatori dovrebbero altresì valutare attività locomotrice, soprattutto quando si utilizza il labirinto di Barnes per valutare l'apprendimento nei topi con mutazioni che possono compromettere il movimento (come quelli hanno trovato in modelli murini di malattia di Huntington, o quelli esposti a tossine che possono indurre iperattività o ritardare il movimento, come l'etanolo). Inoltre, labirinto e camera superfici devono essere accuratamente pulite e le lenzuola vengono cambiate tra ciascun animale per evitare cue profumo confonde.

D'importanza, tutti i materiali possono essere fabbricati in loco con il minimo investimento finanziario e l'ingombro fisico di queste analisi significa che questi esperimenti possono essere replicati in quasi ogni ambiente, consentendo una grande flessibilità. Questo tipo di accessibilità consente buona scienza da eseguirsi presso le istituzioni più piccole con risorse limitate o in situazioni dove occorre raccogliere rapidamente in assenza di un sostanza sostegno dati pilota.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tutti i metodi descritti qui sono stati approvati dal istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC) di Hampden-Sydney College o Randolph-Macon College (dove è stato eseguito in precedenza alcuni lavori).

1. base alloggiamento dei topi

  1. Casa i topi in gabbie di plastica con fondi pieni e i lati e uno strato di morbida biancheria da letto e materiale come carta triturazione di incastramento. Utilizzare biancheria da letto che è composto di pannocchie di granturco triturati o trucioli di legno e assicurarsi che la biancheria da letto viene cambiata regolarmente per servizi igienico-sanitari.
  2. Fornire l'accesso al cibo e acqua ad libitum. Parte superiore della gabbia plastica ospita una tramoggia di cibo. Dispensare palline dell'alimento del mouse correttamente formulato dalla tramoggia cibo e fornire un dispenser di acqua. Assicurarsi che la parte superiore gabbia dispone di un filtro dell'aria per proteggere i topi da contaminanti esterni.
  3. Mantenere i naturali ritmi circadiani dei topi seguendo un ciclo luce-buio di 12 ore all'interno della struttura di alloggiamento. Condurre test comportamentali allo stesso tempo del giorno, idealmente durante il ciclo scuro dell'animale, come ad esempio durante le ore serali.
    Nota: Si dovrebbe prestare attenzione a distinguere i topi nell'alloggiamento. Vari metodi per topi distintivi sono disponibili, come pugni di orecchio, auricolari e marcature di coda.

2. Barnes prova del labirinto: costruzione

  1. Ottenere una tavola di legno circolare che è di 120 cm di diametro.
  2. Tagliare 20 fori circolari (diametro 4,5 cm) intorno al perimetro del cerchio. Posizionare ogni foro per essere 2,5 centimetri lontano dal bordo del labirinto e 13 cm oltre a fori adiacenti.
  3. Le superfici lisce e dipingerli bianco lucido (un colore brillante è consigliato).
  4. Designare un lato della tavola labirinto per l'inserimento di piccola tazza ganci all'incirca 2-3 cm di distanza ciascuno dei 20 fori e posizionare due ganci per ogni buca (uno su entrambi i lati di ogni buca).
  5. Utilizzare i dischi poco profondo nero (plastica) per la copertura di fori sul lato del labirinto con ganci. Utilizzare ganci per fissare spesse bande di gomma per tenere i dischi sul fondo del labirinto.
  6. Montare in modo sicuro il labirinto di Barnes 120 cm dal suolo e lontano da altri allo stesso modo alti oggetti come tavoli o sedie. Una casella o sgabello può essere utilizzato per sostenere la metà del labirinto.
  7. Posto grande manifesti in bianco con una forma su ogni parete (triangolo, cerchio e croce) come extra-labirinto spunti su 3 lati del labirinto. Mantenere i manifesti sui muri intorno al labirinto per ogni prova.
  8. Ultima parte del labirinto, impostare una tenda nera tinta per nascondere gli osservatori in modo che i dati possono essere registrati con precisione senza i ricercatori sia visibile ai topi sul labirinto.
  9. Sospendere una videocamera sopra l'arena con una vista dall'alto della superficie intero labirinto.
  10. Pulire ogni superficie del labirinto (dischi neri e casella di destinazione inclusa) con acqua quindi una soluzione di etanolo al 70% prima e dopo ogni prova del mouse.
  11. Posizionare una fonte di luce 100 W 25 cm sopra il centro del labirinto (Disabilita il/i presso il traguardo della prova) e assicuratevi di avere i dischi e ganci rivolto verso il pavimento.
    Nota: Tutte le altre fonti di luce in camera dovrebbe essere spento durante il test. È consigliabile l'aggiunta di un creatore di rumore ad ultrasuoni appeso accanto a 100 W luce. Attivare/disattivare a inizio/fine di ogni prova.

3. Barnes prova del labirinto: procedura

Nota: Assicurarsi che tutti i componenti del labirinto sono puliti con acqua e 70% soluzione di etanolo prima e dopo ogni prova, consentendo di tempo per asciugare completamente prima del test riprende. Essere sicuri di avere pulizia forniture pronto così come i temporizzatori per le prove.

  1. Casa tutti i topi in gruppi durante l'utilizzo di un metodo di identificazione affidabile. Tenere topi fuori la sala di collaudo quando non eseguono attivamente sul labirinto. Questo è per assicurare che non sono sottoposti alla noisemaker ultrasuoni prematuramente.
  2. Gestire topi sollevando delicatamente e tenendoli dalla base della coda, con le zampe tenute su una mano.
  3. Per la formazione, hanno i topi correre sul labirinto una volta quotidiana al giorno per 7 giorni in una fila per valutare l'apprendimento/acquisizione.
    Nota: Una singola prova a lungo termine può essere fatto su una data successiva per valutare la conservazione di memoria. L'attuale protocollo addestrato topi adolescenti che cominciano al giorno postnatale 32 e una prova a lungo termine è stata eseguita in adulti a 4 mesi dell'età.
  4. Assegnare in modo casuale ogni mouse a un buco di destinazione da utilizzare per tutto il periodo di prova. I fori possono essere etichettati 1-20 su fondo del labirinto o all'esterno del perimetro labirinto, dove non sono visibili al topo nel labirinto.
  5. Sostituire il disco assegnato buco con una piccola scatola nera (23 x 11 cm). Fissare al labirinto di Barnes usando elastici collegati ai ganci più vicini.
    Nota: La casella di destinazione è poco profonda abbastanza in modo che il mouse può facilmente scendere in esso o contiene un passaggio per assicurarsi che il mouse non è necessario saltare giù in esso.
  6. Posizionare il mouse al centro del labirinto sotto una tazza di acclimatare per 30 secondi fino a quando l'inizio del test. Iniziare la registrazione dei video.
  7. Accendere la luce e ad ultrasuoni noisemaker. Sollevare la Coppa tramite un meccanismo di stringa per evitare di falsare l'intestazione iniziale dell'animale. Avvia un timer e sedersi dietro la tenda ad osservare.
  8. Dopo il mouse entra il buco bersaglio, coprire il foro con la stessa tazza opaca utilizzata all'inizio della sperimentazione o un raccoglitore e spegnere la noisemaker ad ultrasuoni. Se il mouse non ha inserito la destinazione dopo 5 minuti trascorsi, corral il mouse nel foro di destinazione.
    1. Garantire che il mouse entra nel foro. Quando il mouse è all'interno della casella di destinazione, coprire il foro e spegnere la noisemaker. Consentire il mouse per rimanere nella casella destinazione per 1 minuto indisturbato.
  9. Anche se il buco bersaglio rimarrà costante per ogni mouse per tutto il periodo di formazione, eseguiti topi in un ordine casuale ogni giorno per assicurare che non seguono alcun cues/profumi lasciato dal precedente mouse.

4. Barnes prova del labirinto: Analisi dei dati

  1. Durante le prove del labirinto di Barnes, registrare i seguenti cronometrati dati: tempo trascorso sul labirinto totale, tempo per cercare la destinazione e il tempo di inserire il buco bersaglio se la destinazione è inserita.
  2. Traccia il movimento complessivo del mouse per determinare il numero di errori (numero di fori non corretti esplorato) prima e dopo aver trovato il bersaglio. Anche registrare la distanza tra il foro di destinazione e il primo foro esplorato (la distanza è misurata in numero di fori a distanza), insieme a qualsiasi notabile governare il comportamento.
  3. Traccia i movimenti di ogni animale su un pezzo di carta con un diagramma del labirinto durante ogni prova e utilizzarlo per analizzare le strategie di ricerca, nonché a determinare il numero di fori che sono stati esplorati nel quadrante di fronte l'obiettivo. Utilizzare l'analisi dei video per confermare i percorsi.

5. donzella-in-Distress test: costruire la camera di contenimento

  1. Tagliare un cilindro trasparente per una lunghezza uguale a ¾ della lunghezza del mouse femmina dalla base della coda alla punta del naso. Assicurarsi che le dimensioni del cilindro sono tali che il mouse posizionato all'interno non può girare intorno.
    Nota: Abbiamo tagliato alla fine del cono di una provetta conica da 50 mL giù a fare un tubo lungo di 4 cm per 1 mese-vecchio topi e un 8 cm lungo il tubo per topi di 4 mesi.
  2. Cap, entrambe le estremità del cilindro tale che uno dei tappi possono essere rimossi e riattaccato. Perforare i fori di 3-4, circa 0,5 cm ciascuno, in ogni protezione. Assicurarsi che i fori siano sufficientemente grandi da consentire naso-toccando tra topi e respirazione12.
    Nota: In alternativa, può essere utilizzato un dispositivo per la ritenuta del mouse durante il prelievo.

6. donzella-in-Distress test: preparare l'Arena

  1. Garantire che l'arena è una scatola quadrata plastica topless opaca di 38 x 38 cm con pareti di 19 cm. Riempire uniformemente con biancheria da letto di mais per un'altezza di circa 2,5 cm.
    Nota: La biancheria da letto di tutolo rende gli eventi scavare più facili da rilevare.
  2. Sospendere una videocamera sopra l'arena, in modo che la totalità dell'arena è in vista.

7. donzella-in-Distress test: misura di comportamento esplorativo

  1. Posizionare la camera di stress chiuso e vuoto al centro dell'arena.
  2. Iniziare a registrare con la telecamera sospesa.
  3. Selezionare un topo maschio. Se i topi sono contrassegnati per l'identificazione, nota identità di questo uomo; in caso contrario, contrassegnare questo mouse, in modo che può essere distinto dopo il ritorno alla gabbia.
  4. Posizionare delicatamente il topo maschio sotto una tazza nell'angolo sinistro inferiore nell'arena. Dopo 30 secondi, togliere la coppetta via un meccanismo di stringa.
  5. Consentire il mouse per esplorare per 10 minuti, avendo cura di rimanere fuori del suo campo di vista durante la registrazione. Alla fine i 10 min, rimuovere il mouse dall'arena e restituirlo a una gabbia di detenzione per i prossimi 5 min12.
  6. Interrompere la registrazione e salvare il file video con un identificatore appropriato.

8. donzella-in-Distress test: misura la risposta sociale

  1. Utilizzare la stessa impostazione di arena e registrazione come la misura del comportamento esplorativo.
  2. Selezionare un topo femmina. Se i topi sono contrassegnati per l'identificazione, nota identità di questa donna; in caso contrario, contrassegnare questo mouse, in modo che può essere distinto dopo che viene restituito alla gabbia.
    Nota: Un littermate, compagno di gabbia o romanzo mouse può essere utilizzato, a seconda della domanda di ricerca. Se vengono eseguite prove multiple, è possibile mantenere il tipo di relazione tra tutte le prove.
  3. Impugnare il mouse femmina delicatamente dalla base della coda, o di contenimento di collo, se necessario e abbassarlo nella camera di contenimento. Chiudere l'estremità aperta dietro di esso e assicurarsi che sia in grado di girare intorno.
    Nota: Considerare indossando guanti resistenti al morso, come il mouse femmina sarà resistente a entrare nella camera di contenimento.
  4. Iniziare a registrare con la telecamera sospesa.
  5. Posizionare la camera di contenimento con il mouse femmina intrappolato all'interno al centro dell'arena empatia e consentire la femmina raggiunga per 10 min. Fare attenzione a rimanere fuori dalla visuale della femmina.
  6. Dopo il mouse femmina è stato nella camera di contenimento per 5 min, è possibile posizionare il mouse maschio contrassegnato nuovamente dentro l'arena di empatia con lo stesso processo come prima. Consentire il topo maschio altri 5 min esplorare l'arena, nuovo avendo cura di rimanere fuori del campo di vista dei topi.
  7. Interrompere la registrazione e salvare il file video con un identificatore appropriato.
  8. Alla fine di 5 min, togliere entrambi i topi dall'arena e metterli nelle loro gabbie. Sostituire la biancheria da letto di mais e disinfettare sia l'arena e la camera di stress con 70% etanolo12.

9. donzella-in-Distress test: analisi dei dati

  1. Software di monitoraggio può essere utilizzato, ma il video può essere analizzato anche manualmente. Una volta che il file video è visibile sul computer, sovrapporre un foglio trasparente sopra lo schermo e delineare la Piazza dell'arena con un pennarello. Dividere la piazza arena in nove scomparti uguali.
  2. Esaminare i dati video per i primi 5 min della misura esplorativa iniziale. Registrare il numero di compartimenti attraversati (comportamento attività locomotrice/esplorativo), il tempo trascorso nel centro della Piazza della arena (avversione al campo aperto), numero di scavo e ripulitura episodi e numero di volte che il mouse ha toccato il sistema di ritenuta centro vuoto camera.
    Nota: Punteggio non è fatto per il secondo 5 min di esplorazione iniziale di 10 minuti del maschio, né per i 10 min la donna è intrappolata nella camera centrale in assenza del maschio.
  3. Esaminare i dati video per 5 min della misura la risposta sociale immediatamente dopo il maschio viene reintrodotto nell'arena con la donna intrappolata. Registrare gli stessi dati per quanto riguarda la misura esplorativa iniziale, ma inoltre registrare il numero di volte che il topo maschio toccato Nasi con il mouse femmina intrappolato.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Il labirinto di Barnes

Per illustrare come può essere utilizzato il labirinto di Barnes, abbiamo studiato se una singola esposizione di etanolo precoce causato una differenza nell'apprendimento nel corso dello sviluppo del mouse. Topi C57BL6/J o sono stati iniettati con una soluzione di etanolo di 2,5 g/kg (n = 8) o con soluzione fisiologica (n = 6) due volte, due ore di distanza, al 6 ° giorno postnatale. Abbiamo addestrato gli animali sul labirinto di Barnes durante l'adolescenza (P30), quindi eseguite una singola prova a lungo termine in età adulta (4 mesi). I nostri dati raccolti possono essere suddivisi in diverse categorie principali: 1) precisione di tasso di errori e tempo, voce di destinazione 2) e 3) mappatura del percorso di esplorazione.

Precisione dal tasso di tempo e di errore:

Misurazioni dei tempi di comprendono diversi aspetti importanti: la latenza per raggiungere il primo foro (il tempo necessario studiare qualsiasi primo foro dopo l'avvio del processo il mouse) illustrerà se il mouse è l'apprendimento che si suppone di andare a trovare il foro di fuga ( Figura 1A). La latenza per trovare il buco bersaglio (segnato da un iniziale abbassamento del naso attraverso il piano del buco bersaglio) è in grado di trovare il buco corretto (Figura 1B). Con ogni sessione, dovrebbe diminuire il tempo di eseguire la sessione di allenamento, che indica che gli animali stanno imparando il labirinto.

Il numero delle indagini di buco sbagliato (chiamati errori) il mouse esegue prima di localizzare il foro corretto (Figura 1) indica se l'animale è in grado di andare relativamente dritto per il foro di fuga di destinazione. Il numero totale di volte che un mouse Esplora un foro errato nel corso della prova dà una misura rudimentale di attività locomotrice e comportamento esplorativo. (Figura 1). Tutti i topi sono stati addestrati con successo sul labirinto di Barnes nel corso di un periodo di prova di 7 giorni durante l'adolescenza (qui rappresentato da sessioni giornaliere su giorni postnatali 32-39), indicato da una diminuzione nel tasso di errore e il tempo per trovare il buco bersaglio. Non c'era differenza statistica in apprendimento tra gli animali di etanolo e controllo nel corso del periodo di addestramento.

Frequenza di ingresso di target:

La latenza di effettivamente entrare nel buco di destinazione è comunemente usata come i criteri per il completamento di successo labirinto, ma probabilmente non dare tante informazioni come altri aspetti della sperimentazione. Entrata nella destinazione può anche essere segnata come 0 o 1. Se il mouse viene spostato il bersaglio prima di trascorrere i 5 min, il test è considerato un successo, ma se il mouse non entra nel bersaglio, un raccoglitore o libro dovrebbe essere utilizzato per l'animale del corral nella destinazione così sperimenta la sicurezza della camera sotto. I primi giorni di formazione, dovrebbe essere previsto per vedere i tassi bassi di ingresso nella destinazione e animali che prendono i 5 minuti completo sul labirinto. Nei giorni successivi, il test dovrebbe richiedere meno tempo.

Facendo più errori dopo aver trovato la destinazione indica scarsa motivazione per inserire la casella di destinazione e può anche rilevare anormali comfort con una situazione che è in genere che ha avversione ai topi (piattaforma elevata, campo chiaro a luce, aperto, rumore ad ultrasuoni). Una grande differenza tra errori commessi prima di trovare la destinazione e il numero totale di foro esplorazioni durante un periodo di prova indica scarsa motivazione ad entrare nella camera di fuga di destinazione (Figura 2A). Se topi non immettono il foro di fuga di destinazione dopo la scoperta, luci o rumore può essere aggiunto alla situazione di test come stimoli moderatamente nocivi.

Nel nostro esperimento, un emettitore di ultrasuoni rumore è stato aggiunto sopra il labirinto prova giorno 5 per introdurre motivazione in più per inserire la destinazione. Prima dell'introduzione del rumore ad ultrasuoni, nessun topi trattati salini erano entrato mai il bersaglio, ma entrate a spillo dopo l'introduzione del rumore. Significativamente più topi (saline ed etanolo combinato) entrato il bersaglio il Trial 6 rispetto a 4 Trial (t-test, p = 0,0014) (Figura 2B).

Mapping di percorso:

Mappatura del percorso del mouse può contribuire a valutare la conservazione delle informazioni e strategie di apprendimento, come pure. La distanza tra il primo foro esplorato e il buco bersaglio è un buon indicatore di memoria per posizione dell'obiettivo, come questo tracce dove il mouse va in primo luogo e come chiudere essi sono alla destinazione (Figura 3A). Aspettatevi questo provvedimento per variare ampiamente all'inizio della formazione, ma il primo foro visitato dovrebbe avvicinarsi al bersaglio come i topi imparare il percorso di destinazione.

Anche se nessuna differenza statistica nell'apprendimento è stata trovata fra gli animali di etanolo e controllo nel corso del periodo di addestramento, quando questi topi sono stati eseguire nuovamente come adulti utilizzando una singola prova a lungo termine (a 4 mesi), gli animali di etanolo-iniettato è stato più difficile ricordando dove si trovava il buco bersaglio (Figura 3B)12. Questa differenza nella conservazione della memoria non è stata trovata nel labirinto di Barnes iniziale formazione, così utilizzando il labirinto in un secondo momento ci ha permesso di raccogliere sottili differenze di apprendimento/memoria, come quelli trovati con un evento di intossicazione singolo etanolo inerente allo sviluppo. Un diagramma rappresentanza di Barnes labirinto superficie permette ai ricercatori di mappare il percorso che ha preso il mouse, tra cui il numero di errori e un record del primo foro visitato (Figura 3).

Tempo trascorso nel quadrante opposto corrisponde alla quantità di tempo che un mouse Esplora una sezione del labirinto rispetto ad altri, specificamente l'uno opposto di destinazione. È possibile per un ricercatore ottenere e calcolare tutte le altre misure, come il mouse è in esecuzione il labirinto, ma questa misura richiede l'analisi in un secondo momento. Un mouse che è l'apprendimento dovrebbe diminuire il fori esplorare tempo trascorso nel quadrante opposto. L'adulto a lungo termine prova, etanolo trattati topi esplorato significativamente più buchi nel quadrante opposto dalla destinazione, che indica un errore di ricordare la corretta posizione spaziale generale (p = 0,03) (Figura 4A).

È importante spezzare questa misure di mappatura in errori commessi prima e dopo in realtà trovare il bersaglio. Il numero di errori prima di trovare il bersaglio può rivelare se si sta verificando l'apprendimento, ma anche può dirci circa la strategia di ricerca del mouse. Invece di visitare casualmente fori, il mouse può adottare una strategia per trovare rapidamente il bersaglio. Durante la prova a lungo termine, tutti gli animali trattati con etanolo usato una ricerca sequenziale di buca in buca in modo anulare fino a quando il foro è stato trovato, mentre significativamente meno salino trattati topi impiegato questa tecnica (p = 0,004) (Figura 4B e 4D). In alternativa, topi possono indirizzare una direzione generale del labirinto (Figura 4), che indica che si sta verificando l'apprendimento spaziale e l'animale è probabilmente utilizzando indicazioni esterne a testa per la vicinanza con il buco bersaglio.

Damsel in Distress

L'arena di Damsel in Distress è stato costruito e utilizzato per testare il comportamento esplorativo e sociale di topi C57Bl6/J a entrambi 1m (n = 15) e 4M (n = 12) di età. Un'arena di empatia è stata utilizzata dove il topo maschio messo in un angolo (Figura 5A). Comportamento esplorativo del mouse è quantificato come il numero di quadrati attraversato in 5 min nell'arena romanzo. I nostri risultati indicano che i più vecchi topi (4 mese) attraversano più quadrati rispetto ai più giovani topi (1 mese) (p < 0.0001) (figura 5B).

Successivamente, è stato disposto la donna intrappolata in un cilindro nel mezzo dell'arena (Figura 5A). Una volta che la donna è intrappolata nella camera, comportamento esplorativo nuovo può essere quantificata come il numero di quadrati attraversato. La presenza della femmina intrappolata impatti maschio comportamento esplorativo. Indipendentemente dall'età, topi maschi esplorare meno in presenza di una donna intrappolata. Giovani maschi esplorato l'arena meno (come misurato dal numero di piazze attraversato in presenza di una donna intrappolata del mouse rispetto a quando si è soli (a 1 mese: t-test, p = 0,001; media uomo solo 46 ± 4,34 piazze vs con femmina 26,13 ± 3.42 piazze). Questa differenza era inoltre evidente negli adulti (a 4 mesi: t-test, p < 0.000001; media ± uomo solo 151,5 5,31 quadrati vs con femmina 103,08 ± 0.3.59 quadrati) (figura 5B).

Inoltre, anche dovrebbe essere valutata la quantità di tempo trascorso di un topo nella piazza centrale su un periodo di 5 minuti. Tempo trascorso nella Piazza del centro deve essere confrontato la presenza e l'assenza della femmina come una misura di interesse sociale. I nostri risultati indicano che i maschi trascorrono più tempo nel quadrato centrale in presenza della donna intrappolata. Giovani maschi trascorrere più tempo esplorando il centro dell'arena in presenza di una donna intrappolata del mouse rispetto a quando si è soli (a 1 mese: p = 0.05; media maschio solo 13,14 ± 2,79 s vs con s ± 9,32 33.42 femminile). Questa differenza si vede anche negli adulti (a 4 mesi: p = 0,001; media maschio solo 14.80 ± 1,89 s vs con femmina 52.87 ± 8,9 s) (Figura 5).

Inoltre, i ricercatori dovrebbero anche quantificare il numero di eventi di scavo nell'arena, che potrebbe essere una misura di ansia o di comportamento prosociale verso la donna intrappolata. Questa misura era significativamente differente in presenza della femmina per 1 mese (1 M) topi ma non topi di 4 mesi (4 M). Giovani maschi trascorso più tempo a scavare durante il loro tempo nell'arena in presenza di una donna intrappolata del mouse rispetto a quando si è soli (a 1 mese: p = 0,027; media maschio da solo 0,4 ± 0,27 volte vs con femmina 3,2 ± 1,09 volte). Questa differenza non è stato visto negli adulti (a 4 mesi: p = 0,65; media uomo solo 1.33 ± 0,54 volte vs. con femmina 1 ± 0,49 volte) (Figura 5).

Il numero di volte che un uomo tocca la camera di contenimento contenente la donna intrappolata e il numero di volte che gli animali ha toccato il naso attraverso i fori di aria è misure di comportamento prosociale. Nei nostri risultati, topi maschi toccato nella provetta contenente la donna intrappolata significativamente più frequentemente gli adulti (4 mesi) rispetto a come juveniles (1 mese) (p = 0.00001; media ± 1 mese 4,73 0,95 volte vs. 4 mesi 15,92 ± 1,64 volte) (Figura 5E). I maschi adulti hanno avviati più intrappolato eventi contatti femminili. Topi maschi toccato Nasi con la donna intrappolata attraverso i fori di aria notevolmente più frequentemente gli adulti (4 mesi) rispetto a come juveniles (1 mese) (p = 0,002; media ± 1 mese 3,93 volte 1 vs 4 mesi 8.67 ± volte.94). (Figura 5F).

Apparecchio ad ultrasuoni è stato utilizzato per l'ascolto vocalizzazioni ultrasoniche sopra i 20 kHz di topi femmina, e si usava anche ascoltare le vocalizzazioni ultrasoniche di topo maschio intrappolati in un paradigma di "bachelor in distress" inversione. Nessun vocalizzazioni sono stati rilevati in entrambi i casi, che sono previsto, poiché la ricerca precedente non trovato nessun topo ultrasuoni vocalizzazioni durante stimoli avversivi esposizione (come contenzione fisica o scosse elettriche)11.

Figure 1
Figura 1 : Rappresentante precisione labirinto di Barnes risultati di tasso di errori e tempo. Topi sono stati iniettati o con una soluzione di etanolo di 2,5 g/kg o con soluzione fisiologica il due volte 2 ore di distanza al postnatale giorno 6. Abbiamo addestrato gli animali una volta al giorno per 7 giorni durante l'adolescenza, quindi eseguite una singola prova a lungo termine in età adulta11. (A) la latenza per raggiungere il primo foro (il tempo che necessario studiare qualsiasi primo foro dopo l'avvio del processo il mouse) rivela se il mouse è imparare a trovare il foro di fuga. (B) la latenza per trovare il buco bersaglio (segnato da un iniziale abbassamento del naso attraverso il piano del buco bersaglio) è in grado di trovare il buco corretto. (C) il numero di buco sbagliato indagini (chiamati errori) il mouse fa prima individuazione foro corretto indica se l'animale è in grado di andare relativamente dritto per il foro di fuga di destinazione. (D) il totale numero di volte che un mouse Esplora un foro errato nel corso della prova dà una misura rudimentale di attività locomotrice e comportamento esplorativo. Barre di errore rappresentano SEM11. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2 : Completamento del labirinto di Barnes successo. La latenza di effettivamente entrare nel buco di destinazione è comunemente usata come i criteri per il completamento di successo labirinto, ma gli animali non possono accedere il buco bersaglio dopo la scoperta. (A), A grande differenza tra errori commessi prima di trovare la destinazione e il numero totale di foro esplorazioni durante un periodo di prova indica scarsa motivazione ad entrare nella camera di fuga di destinazione. Nel nostro esperimento, è stato aggiunto un rumore ad ultrasuoni 5 Trial per indurre i topi per immettere la destinazione. (B) significativamente più topi (saline ed etanolo combinato) entrato il bersaglio il Trial 6 rispetto a 4 Trial (t-test, p = 0,0014). Nessun topo di Etanolo mantenuto esplorare dopo aver trovato il bersaglio di giorno 7. Barre di errore rappresentano SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3 : Motivazione del labirinto di Barnes. Mapping di percorsi del mouse può fornire informazioni sulla motivazione. (A) la distanza tra il primo foro esplorato e il buco bersaglio è un buon indicatore di memoria per posizione dell'obiettivo, come questo tracce di misura dove il mouse va in primo luogo e quanto sono distante dal target. (B) anche se nessuna differenza statistica nell'apprendimento è stata trovata fra gli animali di etanolo e controllo nel corso del periodo di addestramento, quando questi topi sono stati eseguire nuovamente come adulti utilizzando una singola prova a lungo termine (a 4 mesi), gli animali di etanolo-iniettato aveva un tempo più difficile ricordare dove si trovava il buco bersaglio. (C) A diagramma rappresentativo di Barnes labirinto superficie permette ai ricercatori di mappare il percorso che ha preso il mouse, tra cui il numero di errori e un record del primo foro visitato. Questo mouse è andato dritto al bersaglio all'interno di 16 secondi, ma mai entrato nell'arco di 5 minuti ed esplorato 41 fori in seguito. Questo comportamento indica scarsa motivazione per immettere la destinazione. Barre di errore rappresentano SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4 : Strategia di ricerca labirinto di Barnes. Mapping di percorsi del mouse può scoprire le strategie di ricerca e fornire informazioni sulla strategia di apprendimento. (A) l'adulto a lungo termine prova, etanolo trattati topi esplorato significativamente più buchi nel quadrante opposto dalla destinazione, che indica un errore di ricordare la corretta posizione spaziale generale (* p = 0,03). (B) durante la prova a lungo termine, tutti gli animali trattati con etanolo usato una ricerca sequenziale di buca in buca in modo anulare fino a quando il foro è stato trovato, mentre significativamente inferiore delle saline trattati topi impiegato questa tecnica (* * p = 0,004) (B D). Giorno di prova sono raffigurati 6 risultati per una soluzione salina (C) trattati mouse e mouse trattato etanolo (D). Topi possono indirizzare una direzione generale del labirinto (C), che indica che si sta verificando l'apprendimento spaziale e l'animale è probabilmente utilizzando indicazioni esterne a testa per la vicinanza con il buco bersaglio. In genere, quadrante punteggi sono molto meglio per topi usando questa strategia. (D) la buca per buca sequenza ricerca è una strategia di anello, dove il mouse va su qualsiasi lato del labirinto e guarda in ogni buco per trovare la destinazione. Gol di quadrante sono poveri con grande variazione quando topi utilizzano la strategia di anello. Barre di errore rappresentano SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Damsel in distress. (A) il Damsel in Distress arena è diviso in 9 quadrati. Il topo maschio è messo in un angolo e viene osservato il comportamento maschile. Il mouse femminile, intrappolato in un contenitore di cilindro, è collocato nella piazza centrale dell'arena. Il comportamento esplorativo (B) all'interno dell'arena aumenta tra l'adolescenza (1 mese = 1 M) e nell'età adulta (4 mesi = 4 M). Nel complesso, maschi topi esplorato meno in presenza di una donna intrappolata. In aggiunta, topi giovani esplorati meno di topi adulti in presenza della donna intrappolata. (C) la risposta sociale può anche essere misurata dal tempo che un mouse passa nella Piazza del centro, dove si tiene il mouse intrappolato. Sia giovani che adulti maschi trascorso più tempo nella Piazza del centro, in presenza della donna intrappolata. (D) maschi giovanile trascorso più tempo a scavare durante il loro tempo nell'arena in presenza di una donna intrappolata del mouse rispetto a quando si è soli. (E) di topo maschio toccato nella provetta contenente la donna intrappolata significativamente più frequentemente gli adulti rispetto come juveniles. I maschi adulti (F) avviati anche più intrappolato gli eventi contatti femminili di novellame. Barre di errore rappresentano SEM (* * * p < 0,0001, * * p 0,001, * p 0.05). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Il labirinto di Barnes e gli esperimenti di Damsel in distress sono poco costosi, rapidi e relativamente facili modi per valutare l'apprendimento spaziale, attività locomotrice e comportamento prosociale nei topi. Altri vantaggi includono l'assenza di evidenti fattori di stress, dolore o restrizione di cibo per l'animale. Come la maggior parte dei paradigmi di memoria e apprendimento, uno svantaggio del labirinto di Barnes è il numero di prove necessarie per gli animali conoscere dove si trova il buco bersaglio ed entrare.

Raccolta dati:

Dati dovrebbero essere raccolti in modo coerente quando si osserva il mouse attività e comportamenti in entrambi i paradigmi. Per il labirinto di Barnes, questo include il tempo il primo foro è raggiunto, il numero di fori di errori/sbagliato Esplora, momento in cui raggiunge il buco bersaglio e la data in cui entra nel foro di destinazione di registrazione. Inoltre, i ricercatori dovrebbero mappare il percorso di ogni mouse sul labirinto. I dati possono essere rilevati tramite una mappa cartacea del labirinto di Barnes nel momento stesso in cui il mouse è in esecuzione il labirinto, e i numeri di temporizzazione e foro possono essere confermati mediante riprese video. Durante l'inseguimento dell'animale, può essere utile modificare i colori di penna una volta ogni minuto per tenere traccia delle esplorazioni di foro potenzialmente sovrapposti. Sistemi di tracciamento computer-assistita sono disponibili per garantire precisione e affidabilità, ad esempio idTracker, Ctrax o tracktor, e alcuni sono liberi o open source.

Per il dosaggio di Damsel in Distress, dati registrati dovrebbero includere quanti quadrati l'uomo entra, il tempo che necessario per l'uomo raggiungere la femmina, quanto tempo l'uomo trascorre nella Piazza del centro, quando la donna intrappolata è presente rispetto al solo la bombola vuota , quanti eventi contatti ci sono con il cilindro, il numero di volte che i Nasi animali toccati attraverso la camera, e quante volte scavare eventi si è verificati nel complesso e nel centro della piazza.

Costanti in fase di test comportamentali:

Come con tutti i test comportamentali, è fondamentale che le condizioni sono costanti tra e all'interno di sperimentazione animale per garantire che le variabili di ambiente non confondere i risultati dello studio. Visive, uditivi o olfattivi stimoli nell'ambiente sperimentale possono causare cambiamenti comportamentali nei topi, sia destinato o non13. Come tale, dovrebbe prestare attenzione a proteggere i topi da distrazione stimoli esterni14. Sia l'arena utilizzata per lo scenario di Damsel in Distress e il labirinto di Barnes deve essere pulito dopo ogni prova con acqua e igienizzati con etanolo al 70% per garantire che nessun indicatori persistente dei topi precedenti influenzano una prova successiva. Inoltre, biancheria da letto dovrebbe essere cambiata dopo ogni dosaggio Damsel in Distress. Raccolta dati dovrebbe sempre essere registrata in video per consentire gli sperimentatori a rivedere i dati e garantire un'analisi accurata. Può essere una sfida per il ricercatore deve rimanere nascosta dietro una tenda o in altro modo fuori vista mentre la raccolta dei dati, ma questo è importante mantenere un ambiente costante, senza distrazioni per i topi.

Barnes labirinto paradigma design e modifiche:

Ci sono paradigmi pubblicati più in uso per il labirinto di Barnes. Protocolli di formazione labirinto di Barnes variano tipicamente da 7-15 giorni, ma il protocollo può essere abbreviato. A volte troncare il numero di sessioni di allenamento per rendere l'apprendimento il compito più difficile possibile isolare le differenze che più protocolli perdere15. Può essere utilizzato con solo un sopraluce (come nello studio originale di Barnes), o altri elementi possono essere aggiunti (ad esempio una luce più intensa, un ventilatore o un rumore) al fine di rendere i topi più motivati a immettere la fuga camera3,16. Se si osserva la scarsa motivazione per inserire la casella di destinazione durante uno studio pilota, l'aggiunta di questi elementi dovrebbe essere considerato durante l'allenamento effettivo.

Entrata nel buco bersaglio corretta si verificherà probabilmente meno velocemente senza questi elementi, ma i ricercatori dovrebbero essere consapevoli che queste aggiunte possono essere stressanti stimoli. La presenza o l'assenza di stimoli avversivi possa essere manipolata per valutare la motivazione di entrare nel buco di destinazione. Il nostro studio ha mostrato che l'etanolo prenatale ha avuto un effetto sulla probabilità che un mouse sarebbe entrare nel foro di fuga durante il periodo di addestramento, quando è stata utilizzata solo la luce, e questo fenomeno era distinto dall'apprendimento in realtà dove si trovava il buco bersaglio.

Come si è visto nei giorni 1-4 del nostro protocollo, i topi non erano molto motivati a entrare nel buco, anche se sembravano trovarlo abbastanza facilmente. Tuttavia, quando il rumore ultrasonico è stato collocato sopra il labirinto il giorno 5, segni sono migliorato sulla maggior parte delle misure di Barnes, tra cui la probabilità che i topi sarebbero entrare nella camera di destinazione dopo averlo trovato. Il rumore è apparso per ridurre drasticamente il numero delle indagini di foro estranei in prova giorno 6 e 7, e di giorno 7 non topi di Etanolo mantenuto esplorando dopo aver trovato il bersaglio (Figura 2A). Anche se è possibile che si tratta di una conseguenza naturale di apprendimento nel labirinto, gli animali sembrava più agitato dopo l'introduzione del rumore ad ultrasuoni e meno probabilità di esplorare il labirinto. In ordine per l'alloggiamento di rimanere una situazione gratificante per i topi, i ricercatori hanno inoltre necessario fare attenzione a spegnere gli stimoli avversivi (coprire il buco e spegnere il rumore) e permettere all'animale di rimanere indisturbato in aula per l'importo assegnato di tempo di recupero prima di rimuovere l'animale.

Il disegno del labirinto di Barnes possa avere un impatto sull'apprendimento e la valutazione di memoria. L'attuale protocollo utilizza spunti extra-labirinto. Oltre l'asimmetria della sala prove, poster di quattro semplici nero-su-bianco-sfondo forme (quadrato, triangolo, cerchio, Croce) sono stati montati sulle pareti della stanza come segnali visivi. Il labirinto di Barnes può essere risolto con o senza gli spunti distali sulle pareti della sala prova o può essere risolto utilizzando una strategia di ricerca seriale. Per questo motivo, utilizzando solo una misura di "primo buco distanza dal bersaglio" può perdere differenze rilevanti nel modo che il mouse risolve il labirinto e non può differenziare spaziale da abilità non-spaziale17. Più misure di analisi devono essere utilizzati, ad esempio anche esaminando il numero dei fori esplorato nella Piazza del opposta o il numero di errori prima della destinazione. Il modello di strategia di ricerca possa anche essere analizzato.

Diversi ceppi endogami dei topi possono avere prestazioni variabile sul labirinto di Barnes, probabilmente a causa di differenze nell'acuità visiva. Se un ceppo di topi con acuità visiva è scelto per il labirinto di Barnes, l'aggiunta di una piccola parete intorno al bordo del labirinto può aumentare tigmotassia (comportamento che abbraccia la parete) e aumentare l'uso di una strategia di ricerca non visivo. I maschi hanno avuti un apprendimento migliore performance rispetto alle femmine in ceppi DBA/2J e C3H/HeJ, e anche se solo i maschi sono stati utilizzati nel protocollo attuale, topi C57/Bl6 non sono stati trovati per visualizzare le differenze di genere nella memoria il labirinto di Barnes18.

Damsel in Distress paradigma design e modifiche:

Per l'esperimento di Damsel in Distress, una limitazione importante è che non c'è alcun modo per il mouse esplorativo liberare il mouse femminile, o "donzella," dal tubo al centro dell'arena. Riprogettazione della camera per contenere un meccanismo di rilascio sarebbe un interessante modifica futura. Uno svantaggio del Damsel in Distress è l'assenza di studi comparativi, utilizzando il paradigma, trattandosi di una nuova valutazione per misurare il comportamento prosociale.

Il Damsel in Distress potrebbe essere ulteriormente modificati per valutare la socialità (definito come l'inclinazione al trascorrere del tempo con un altro mouse), preferenza per novità sociale (l'inclinazione a indagare su un romanzo del mouse rispetto ad un mouse familiarità), accoppiamento o aggressivo comportamenti (intrappolando una femmina in estro o un romanzo uomo in aula) e questioni di biologia evolutiva, quali l'impatto del background genetico comune sulle tendenze di comportamento altruistico (la risposta a un littermate intrappolati rispetto a un non-littermate intrappolati mouse)19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Noi di Hampden-Sydney College dare riconoscimento e apprezzamento a Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee e Anton Kheirani per il loro coinvolgimento nei test dei protocolli per il labirinto di Barnes e gli esperimenti Damsel in Distress. Vorremmo anche ringraziare James Foster al Randolph-Macon College per la costruzione del labirinto di Barnes e Randolph-Macon College Dipartimento di biologia per fornire lo spazio di prova.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Damsel-in-Distress
50 mL conical tube Fisher Scientific 14-432-22 Any brand of 50 mL conical tube will work
Rubber bands Sprano Brand n/a Size 62, used to keep caps held to plywood
hammer Grainger 6R252 Any standard hammer will work
nail (size 8D) Grainger 4NFE3 Similarly-sized nails should work just as well
opaque, topless plastic box AcmePlastics CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025 Opaque plastic, cut to size (30 cm L x 19 cm W x 3-6 cm H). Step may be added to ensure no more than a 3.5 cm entrance depth for the mouse. 
video camera (smartphone) N/A N/A Any camera-equipped smartphone will work
bite-resistant gloves Kent Scientific GLVDYN02 Any brand offering appropriate protection
transparency sheet Staples 954145 Any brand of clear plastic sheet will work, used for scoring 
Barnes Maze
Petri Dishes Corning 353025 Spray painted and used as covers for Barnes maze holes
Plywood (3/4 in.) LP Building Products 22487 To construct Barnes maze
Spray Paint Krylon 1274937 Used to paint petri dish caps black, white paint used to paint plywood
Cup Hooks (5/8 in.) Ace Hardware 5360615 2 used on either side of ventral hole surfaces; Rubber band wraps around hooks to hold cap flat
Poster Board Creatology n/a Used at edges of maze as extra cues
Light Bulbs Phillips n/a 100W light bulb, used to during the trials
Rubber bands Sprano Brand n/a Size 62, used to keep caps held to plywood
Ultrasonic noisemaker Victor mini PestChaser M753SN Used as aversive stimuli

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice. Protocol Exchange. 2007, (2016).
  2. Vorhees, V., Williams, M. T. Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents. ILAR Journal. 55 (2), 310-332 (2014).
  3. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (1), 74-104 (1979).
  4. Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behavioural Brain Research. 198 (1), 247-251 (2009).
  5. Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 490 (2010).
  6. Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. Empathy and pro-social behavior in rats. Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).
  7. Langford, D. L., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).
  8. Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. Social transfer of pain in mice. Science Advances. 2 (10), e1600855 (2016).
  9. Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress. Journal of Neuroscience. 14 (10), 5929-5938 (1994).
  10. Watanabe, S. Empathy and reversed empathy of stress in mice. Public Library of Science (PloS) One. 6 (8), e23357 (2011).
  11. Portfors, C. V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46 (1), 28-34 (2007).
  12. Houlé, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness. Brain and Behavior. , (2017).
  13. Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals. Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).
  14. Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 248, 1670-1672 (1999).
  15. Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease. PloS One. 8 (11), (2013).
  16. Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicology and Teratology. 22 (4), 547-557 (2000).
  17. Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learning and Memory. 13 (6), 809-819 (2006).
  18. O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze. Behavioural Brain Research. 216 (2), 531-542 (2011).
  19. Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).

Tags

Comportamento problema 141 labirinto di Barnes apprendimento spaziale memoria locomozione esplorazione comportamento prosociale Damsel in Distress capacità di risposta sociale empatia motivazione
Analisi apprendimento spaziale e comportamento prosociale nei topi utilizzando il labirinto di Barnes e paradigmi Damsel in Distress
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ingersoll, J., Moody, M., Holland,More

Ingersoll, J., Moody, M., Holland, R., Kuegler, W., Murrah Jr., C., Winslow, J., Reynolds, N., Lloyd, N., Dugan, B., Hammock, M., Houlé, K., Clabough, E. Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms. J. Vis. Exp. (141), e58008, doi:10.3791/58008 (2018).

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