Login processing...

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

Behavior

स्वचालित, अल्जाइमर रोग के कई आनुवंशिक मॉडल में संज्ञानात्मक कार्यों के लिए दीर्घकालिक व्यवहार परख, IntelliCage का उपयोग

doi: 10.3791/58009 Published: August 4, 2018

Summary

इस कागज IntelliCage प्रणाली है, जो एक उच्च प्रवाह operant कंडीशनिंग के साथ स्वचालित व्यवहार निगरानी प्रणाली है का उपयोग कर अल्जाइमर रोग के आनुवंशिक मॉडल के लिए संज्ञानात्मक आकलन के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन ।

Abstract

ऐसे उंर बढ़ने और जीन के रूप में कई कारकों-अक्सर संज्ञानात्मक गिरावट के साथ जुड़े रहे हैं । इस तरह के अल्जाइमर रोग (विज्ञापन) के रूप में संज्ञानात्मक गिरावट के आनुवंशिक रूप से संशोधित माउस मॉडल, अंतर्निहित तंत्र को स्पष्ट और चिकित्सीय अग्रिम को बढ़ावा देने के लिए एक आशाजनक उपकरण बन गए हैं. एक महत्वपूर्ण कदम सत्यापन और मॉडलों में अपेक्षित व्यवहार विषमता का लक्षण वर्णन है, विज्ञापन के मामले में, संज्ञानात्मक गिरावट । प्रयोगशाला पशुओं के दीर्घकालिक व्यवहार की जांच के लिए उंर बढ़ने के शोधकर्ताओं से काफी प्रयासों की मांग के प्रभाव का अध्ययन । IntelliCage प्रणाली चूहों कि दैनिक मानव हैंडलिंग की जरूरत को समाप्त करने के लिए एक उच्च प्रवाह और लागत प्रभावी परीक्षण बैटरी है । यहां, हम वर्णन कैसे प्रणाली एक आनुवंशिक अल्जाइमर रोग मॉडल के दीर्घकालिक phenotyping में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से संज्ञानात्मक कार्यों पर ध्यान केंद्रित । प्रयोग परीक्षण है कि स्थानिक शिक्षा और कार्यकारी कार्यों का आकलन की दोहराया बैटरी काम करता है । इस लागत प्रभावी उंर पर निर्भर phenotyping हमें विभिन्न संज्ञानात्मक पहलुओं पर जीन की क्षणिक और/या स्थाई प्रभाव की पहचान करने के लिए अनुमति देता है ।

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

पिछले दशक से अधिक ंयूरॉन रोग के लिए पशु मॉडलों के विकास के अपने आधार के एक यंत्रवत समझ प्रदान की है और आदेश में उपचारात्मक अग्रिम को बढ़ावा देने के लिए1,2,3। आनुवंशिक पशु मॉडल में एक उच्च प्रवाह व्यवहार परीक्षण बैटरी के आवेदन मानव रोगों और नशीली दवाओं के उपचारों की पहचान के अंतर्निहित तंत्र की जांच करने के लिए एक अनुमानी अनुसंधान उपकरण है । अनुसंधान परीक्षण बैटरी उंर बढ़ने और/या मनोभ्रंश मॉडल के दीर्घकालिक प्रेक्षण के लिए अनुकूलित पारंपरिक प्रयोगशालाओं विशेष जनशक्ति और समय की बड़ी मात्रा में भस्म करने के लिए मजबूर किया है । एक घर पिंजरे की निगरानी प्रणाली एक लागत प्रभावी रणनीति के रूप में यह मनुष्यों द्वारा व्यवहार प्रेक्षण की लागत को कम करेगा होगा । कुछ अनुसंधान टीमों स्वचालित दृष्टि आधारित उपकरण है कि एक छोटे से घर पिंजरे4,5,6में एक एकल व्यक्ति के व्यवहार phenotyping सहायता विकसित की है । हालांकि, इस तरह के तरीकों सामाजिक संपर्क, परीक्षण वातावरण के आकार की सीमा है, और व्यवहार के उपाय है कि संज्ञानात्मक कार्यों में शामिल की विविधता । IntelliCage एक दूसरी पीढ़ी के घर पिंजरे निगरानी प्रणाली एक सामाजिक घर पिंजरे में विभिंन संज्ञानात्मक कार्यों प्रदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है । महत्वपूर्ण बात, इस विधि दैनिक हैंडलिंग कि हमें संज्ञानात्मक कार्यों के आकलन के साथ दीर्घकालिक व्यवहार की निगरानी करने के लिए सक्षम बनाता है समाप्त कर सकते हैं, और यह विशेष व्यावहारिक हैंडलिंग के लिए आवश्यकताओं को खत्म कर सकते हैं, और उच्च reproducible सक्षम डेटा प्राप्ति7. यहां, हम दीर्घकालिक phenotyping और मांयता अल्जाइमर रोग (विज्ञापन) है जो हाल ही में उत्पंन किया गया है की आनुवंशिक माउस मॉडल में वर्णन8,9,10 स्वचालित घर का उपयोग कर-पिंजरे की निगरानी सिस्टम. एक परीक्षण बैटरी है, जो स्थानिक शिक्षण और कार्यकारी कार्यों के आकलन में शामिल किया गया था बार में कई आयु अंक (9-12 और 14-17 महीने पुराने) । इस उंर के आश्रित phenotyping हमें विभिन्न संज्ञानात्मक पहलुओं पर जीन की क्षणिक और/या स्थाई प्रभाव की पहचान करने के लिए अनुमति दी । हमने पाया है कि कुछ विज्ञापन मॉडलों के दोनों क्षणिक और स्थाई phenotypes कई संज्ञानात्मक पहलुओं की लंबी अवधि के विश्लेषण में परीक्षण स्वचालित घर-पिंजरे निगरानी प्रणाली10का उपयोग कर दिखाया । इस प्रकार, स्वचालित अध्ययन घर का उपयोग पिंजरे की निगरानी प्रणाली लाभदायक है और दीर्घकालिक व्यवहार phenotyping संज्ञानात्मक रोग के विभिंन मॉडलों में और सत्यापन के लिए प्रभावी लागत ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

सभी प्रक्रियाओं संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है, और वे आरआईकेईएन मस्तिष्क विज्ञान संस्थान के पशु प्रयोग के लिए दिशा निर्देशों के अनुसार किया गया ।

1. तंत्र की स्थापना

नोट: स्वचालित घर के एक सिंहावलोकन-पिंजरे निगरानी प्रणाली चित्रा 1में दिखाया गया है । प्रत्येक प्रणाली (३९ cm x ५८ cm x 21 cm) एक माइक्रोप्रोसेसर, और चार कोने कक्षों में शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक दो पानी की बोतलें और जानवरों में प्रत्यारोपित ट्रांसपोंडर की रेडियो आवृत्ति पहचान का पता लगाने के लिए एक अंगूठी एंटीना है (आंकड़ा 1a). माइक्रोप्रोसेसर की पहचान संख्या रोटरी चयनकर्ता (हार्डवेयर पते) (आंकड़ा 1b) द्वारा परिभाषित कर रहे हैं । माइक्रोप्रोसेसर की पहचान संख्या ओवरलैप नहीं करना चाहिए । प्रत्येक कोने में दो दरवाजे कंप्यूटर, जो operant कंडीशनिंग (चित्रा 1C) के लिए उपयोग किया जाता है द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं । आमतौर पर, प्रत्येक पिंजरे अप करने के लिए 12 चूहों का आकलन कर सकते हैं (समूह आवास के उदाहरण के रूप में चित्र 2 देखें). चूहों की एक बड़ी संख्या का उपयोग स्वीकार्य है । हालांकि, एक यह सुनिश्चित करना चाहिए कि चूहों अधिक से लड़ने नहीं है और वे जोरदार प्रतिस्पर्धी कार्य करते हैं कि वे भीड़ नहीं कर रहे हैं.

  1. एक कंप्यूटर के लिए पिंजरों कनेक्ट प्रश्नपत्र कर सकते है केबल के माध्यम से ।
  2. माइक्रोप्रोसेसर (पावर-ऑन) में प्लग करने के लिए बैटरी केबल कनेक्ट करें । सभी एल ई डी तो कुछ सेकंड के लिए पर बंद किया जाना चाहिए और सभी दरवाजे स्थानांतरित करना चाहिए । एल ई डी बंद स्विच नहीं है या यदि दरवाजे हिलना मत, हाल चलाना और बिजली कॉर्ड (खराब बिजली कनेक्शन अनुचित कार्य करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं) को फिर से प्लग ।
  3. सुनिश्चित करें कि फिसलने दरवाजे खुला है और सही ढंग से बंद । अगर दरवाजे सही तरीके से नहीं चलते हैं तो काले हाथ से जुड़ी छोटी मैग्नेटो की जांच करें । यदि यह समस्या अक्सर होती है, तो पर विचार gluing हाथ करने के लिए चुंबक ।
  4. प्रयोग के दौरान दरवाजे की शर्तों की जांच करने के लिए जारी रखें (प्रति दिन में कम से कम एक बार) ।
  5. PC चालू करें ।

2. सॉफ्टवेयर

नोट: सॉफ्टवेयर के सभी तीन घटकों ("डिजाइनर", "नियंत्रक", और "विश्लेषक") स्वचालित घर के लिए पिंजरे की निगरानी प्रणाली ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (चित्रा 3) के रूप में डिजाइन किया गया है । उपयोगकर्ता आसानी से नियंत्रण या प्रयोग के दौरान विभिंन कार्यों को जोड़ सकते हैं ।

  1. प्रयोग फ़ाइलें "डिजाइनर" का उपयोग कर बनाना
    नोट: "डिजाइनर" के लिए विभिंन प्रायोगिक प्रोटोकॉल प्रदर्शन और प्रणाली (3ए) की स्थिति के परीक्षण के लिए प्रयोगात्मक फ़ाइलें (सिस्टम पर कार्यक्रम) को संपादित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक प्रयोगात्मक फ़ाइल पशु सूची, हार्डवेयर सेटिंग, और कई प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल एंबेड । उपयोगकर्ताओं को भी प्रकाशित जर्नल प्रोटोकॉल लेखकों से संपर्क करके प्राप्त कर सकते हैं ।
    1. पशु सूची बनाएं
      1. शर्तों को परिभाषित करें । प्रयोगात्मक भव्य डिजाइन, जो निम्नलिखित मापदंडों में शामिल हैं बनाएँ: 1) विषय चूहों की संख्या, 2) आनुवंशिक लाइनों की संख्या (या उपचार समूह), 3) सेक्स (पुरुष जानवरों, मादा जानवरों या दोनों), और 4) पिंजरे की संख्या इस्तेमाल किया जा करने के लिए.
      2. केंद्रीय उपकरण पट्टी में उपयुक्त ट्रांसपोंडर प्रकार (DataMars या Trovan) का चयन करें ।
      3. सेट "समूह" । "समूह" पैनल में, जोड़ें या निकालें प्रयोगात्मक समूहों (यानी, पादी या उपचार) का उपयोग करके "ग्रीन प्लस (+)" या "रेड क्रॉस (x)" बटन "समूह" विंडो में, क्रमशः ।
      4. "क्लस्टर" सेट करें । सही, गलत और तटस्थ कोनों और पक्षों को परिभाषित करने के द्वारा समान रूप से उपसमूह संचालित करने के लिए "क्लस्टर" फ़ंक्शन का उपयोग करें ।
        नोट: यात्रा, nosepoke, और चाटना घटनाओं, किसी भी व्यवहार कार्यों के लिए मुख्य डेटा, सभी परिभाषा के साथ जुड़े रहे हैं । यह सेटिंग स्थानिक शिक्षण कार्यों के लिए आवश्यक है । प्रत्येक जानवर के लिए परिभाषित क्लस्टर प्रयोग भर में एक ही रहते हैं । उदाहरण के लिए, स्थान वरीयता (पीपी) कार्य या स्थान वरीयता उत्क्रमण (PPR) के लिए एक क्लस्टर में, एक कोने सही (पानी सुलभ) के रूप में परिभाषित किया गया है और तीन कोनों गलत (पानी दुर्गम) के रूप में परिभाषित कर रहे हैं । इसके अलावा, क्लस्टर एक और "लिंक" समारोह का उपयोग कर एक से जोड़ा जा सकता है ।
      5. "नाम", "टैग" (ट्रांसपोंडर ID), "सेक्स", "समूह", और "क्लस्टर" सहित चर असाइन करें ।
      6. सहेजें और "निर्यात पशु" का चयन करके पशु सूचियों पेस्ट... और "आयात जानवरों" एक और प्रयोग के लिए पशु सूचियों को दोहराने के लिए "फ़ाइल" मेनू पट्टी में... ।
    2. "सेटअप" टैब में हार्डवेयर सेट अप करें "सेटअप" टैब में उनके संबंधित ID संख्याओं (हार्डवेयर पता) का उपयोग कर सभी सिस्टम्स सेट करें पतों की वास्तविक संख्या के लिए "डिज़ाइनर" अनुभाग में पतों की संख्या के संगत ।
    3. "IntelliCage" टैब में प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल बनाएं
      1. निंनलिखित सिर और अवर टैब ("मॉड्यूल" और "विकल्प" टैब) का उपयोग कर "IntelliCage" टैब में प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल का निर्माण ।
      2. "मॉड्यूल" टैब (चित्रा 3ए) पर क्लिक करके "मॉड्यूल अंतरिक्ष" में प्रयोगात्मक संरचनाओं डिजाइन । नए मॉड्यूल जोड़ने के लिए, "मॉड्यूल" टैब में "जोड़ें" (ग्रीन प्लस बटन दबाएँ).
        नोट: चार घटकों के विभिंन प्रकार हैं, अर्थात् "कार्य", "Utils", "रिपोर्टर", और "घटनाक्रम" । आमतौर पर, एक प्रयोग एक ट्रिगर घटना के साथ शुरू होता है, अर्थात् "यात्रा", "Nosepoke", या "पीने" । ट्रिगर ईवेंट का चयन करने के लिए, आरंभिक साइन को परिभाषित करने के लिए संबंधित इकाई को ईवेंट अनुभाग से खींचें. बाद में, (जैसे दरवाजा खोलने के रूप में) कुछ प्रेरक के लिए उत्पादन सेट करने के लिए, "कार्य" खंड (जैसे, "दरवाजा", "एलईडी", और "हवा") से इकाइयों खींचें.
      3. इकाइयों, "इकाइयों" भाग में दिखाया गया है, "मॉड्यूल अंतरिक्ष" में खींचें ।
        नोट: फिर, उपयोगकर्ताओं को प्रकाशित प्रोटोकॉल प्राप्त कर सकते हैं (के रूप में प्रयोगात्मक फ़ाइलें) लेखकों से और नए पशु सूची आयात करके फ़ाइलों का पुन: उपयोग. उपयोगकर्ताओं को सभी मॉड्यूल बनाने के लिए नहीं है ।
      4. एक nosepoke अनुकूलन (एनपीए) मॉड्यूल (चित्रा 6A) बनाने के लिए, "कार्य" खंड, "Gate" और "टाइमर" इकाइयों से "Utils" खंड, और "यात्रा" और "Nosepke" इकाइयों से "ईवेंट्स" खंड में "मॉड्यूल स्थान" से "डोर" इकाई खींचें ।
      5. "पर" किसी भी "पर" Nosepoke इकाई की पंक्ति "में" गेट इकाई में लिंक । "गेट" इकाई में "बंद" करने के लिए "बाहर" लिंक । "गेट" में "" टाइमर "इकाई में सक्रिय करने के लिए" बाहर "लिंक । "दरवाजा" इकाई में खोलने के लिए गेट में "बाहर" लिंक । "टाइमर" इकाई में "बंद" "दरवाजा" इकाई में लिंक "बाहर" । टाइमर अनुभाग में ५,००० (ms) के रूप में "अवधि" सेट करें ।
        नोट: "गेट" इकाई इनपुट और अनुक्रम के उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । "खोलें" स्थिति में (डिफ़ॉल्ट स्थिति), "आउटपुट" से कनेक्ट अनुक्रम संचालित किया जाएगा । इसके विपरीत, "बंद करें" स्थिति में, आउटपुट से कनेक्टेड अनुक्रम रोक दिया जाएगा । प्रारंभिक दर की प्रायिकता निर्दिष्ट की जा सकती है (फिगर 6A, फिगर 8A, और फिगर 9A). "मॉड्यूल चयनकर्ता" एक ही प्रयोगात्मक अवधि के दौरान यादृच्छिक या एक निश्चित अनुक्रम में मॉड्यूल बदलने के लिए प्रयोग किया जाता है । धारावाहिक प्रतिक्रिया समय (SRT) कार्य में, उदाहरण के लिए, मॉड्यूल (चर देरी लंबाई के) बेतरतीब ढंग से मॉड्यूल चयनकर्ता का उपयोग कर यात्रा के प्रत्येक छोर पर बंद कर रहे हैं (सेट "RandomExcludeDefault" मोड) "यात्रा" इकाई के "अंत" लाइन से लिंक (चित्रा 8A ). "अलगानेवाला" इकाई को कोने के एक निर्दिष्ट पक्ष को एक इनपुट संकेत प्रत्यक्ष इस्तेमाल किया जाएगा । यह ऐसे SRT या देरी डिस्काउंटिंग (डीडी) कार्य है, जो एक विशिष्ट पक्ष के आपरेशन की आवश्यकता में इस्तेमाल किया उन के रूप में और अधिक जटिल मॉड्यूल के लिए आवश्यक है । उदाहरण के लिए, डीडी कार्य में, केवल एक पक्ष (मीठा पक्ष) एक विलंब (चित्रा 9A) के साथ खुलेगा ।
      6. "विकल्प" टैब में पिंजरों में दरवाजे की प्रारंभिक स्थिति को परिभाषित करें. पीपी या PPR कार्यों के लिए विशिष्ट प्रारंभिक स्थिति के रूप में गैर-पीने सत्र में बंद करने के लिए सभी दरवाजे निर्दिष्ट ।
      7. "विकल्प" टैब में समय शेड्यूल सेट करें । मॉड्यूल निश्चित समय बिंदुओं पर बदल रहे हैं, और कार्रवाई "दिन पैटर्न" विंडो में परिभाषित किया जाता है ।
        नोट: "दिन पैटर्न" हिस्सा प्रयोगात्मक समय विंडो सेट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । आमतौर पर, रात के समय, चूहों के सक्रिय चरण, संज्ञानात्मक कार्यों में व्यवहार का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है. इस बात पर गौर किया जाना चाहिए कि कार्य की अवधि में पानी के सेवन की मात्रा प्रभावित हो सकती है. यदि अवधि अपेक्षाकृत आसान कार्यों में लंबी है, समय-खिड़की के अंत में प्रदर्शन संतुष्टि के कारण कम हो सकती है । इस प्रकार, समय विंडो सावधानी से स्थापित करने के लिए आवश्यक है ।
  2. प्रयोग चल रहा है "नियंत्रक" का उपयोग
    1. "नियंत्रक" में "सेटिंग" अनुभाग में "प्रयोग"... बटन दबाकर प्रयोगात्मक फ़ाइल लोड.
    2. "नियंत्रक" (केंद्र दायां भाग) के "प्रारंभ" बटन दबाकर प्रयोग चलाएं ।
    3. मॉनिटर और प्रणाली और चूहों की वर्तमान स्थिति की कल्पना ।
      नोट: व्यवहार घटनाओं के रूप में इस प्रकार समझाया जाता है: यात्रा, एक कोने में प्रवेश (थर्मल सेंसर द्वारा पता चला); nosepoke, कोने के अंदर छेद करने के लिए नाक डाल (अवरक्त बीम द्वारा पता लगाया, और छोड़ दिया और सही nosepoke में विभाजित किया जा सकता है); चाटना, lickometer द्वारा पता चला licks (संपर्क समय और आवृत्ति के रूप में गिना) ।
    4. ध्यान से व्यवस्था की स्थिति की जांच, सावधानी के लिए विशेष रूप से ध्यान दे ।
      चेतावनी: एक गलत जानवर टैग (ट्रांसपोंडर संख्या) के कारण त्रुटियां लॉग में रिपोर्ट की जाएगी भले ही वास्तविक टैग संख्या सही है (यानी, "अपंजीकृत टैग * * * *", "एंटीना पंजीकरण के बिना उपस्थिति संकेत", आदि) । यह किसी ट्रांसपोंडर के उपयोग के कारण हो सकता है जिसकी समयसीमा समाप्त होने वाली है । हालांकि, यह त्रुटि एक गंभीर समस्या नहीं है । इस मामले में, एक फिर से जांच करना चाहिए कि संदेश में पहचान जानवर का पता लगाया जा सकता है । एक यात्रा या पेय के बिना लंबे समय के कारण त्रुटियों के रूप में प्रदर्शित किया जाएगा, उदाहरण के लिए, "* * * * (पशु आईडी) पिछले ७२० मिनट के दौरान कोई दौरा नहीं किया" (चित्र बी) । ध्यान से ऐसी त्रुटियों के लिए नेतृत्व कर सकते हैं कि कई संभावनाओं की जाँच करें. सबसे गंभीर मामला यह है कि पशु पहले से ही मरा हुआ है । दूसरा सबसे गंभीर संभावना यह है कि वहां पशु (ट्रांसपोंडर काम नहीं कर रहा है, या बाहर गिर गया है) के लिए जांच प्रणाली के साथ एक समस्या है । तीसरी संभावना यह है कि पशु अभी सक्रिय नहीं है. यदि पशु पूरे २४ एच काल के लिए कोई दौरा नहीं करता है तो प्रयोगकर्ता को अपनी स्वास्थ्य दशा के कारण पिंजरे से पशु निकालने पर विचार करना चाहिए. एक गंभीर समस्या यह है कि एक त्रुटि संकेत नहीं है दरवाजा बंद करने की विफलता है (लगभग हमेशा दरवाजे पर मैग्नेट के साथ समस्याओं के कारण) । एक अनुचित पीने के कोने के निर्माण में यह परिणाम है । इस समस्या की जांच करने के लिए, सभी दरवाजों की शर्तों को दिन में एक बार न पीने वाले सत्र के दौरान जांचना चाहिए । इस समस्या के मौजूद होने पर प्राप्त किए गए डेटा का उपयोग पीपी, PPR, SRT या डीडी कार्यों के विश्लेषण के लिए नहीं किया जा सकता ।
    5. उत्पादन "नियंत्रक" (चित्र बी) पर "बंद करो" बटन दबाकर समय और पशु जानकारी के लिए टैग के साथ सभी व्यवहार की घटनाओं ।
  3. "विश्लेषक" का उपयोग कर डेटा हैंडलिंग
    1. "विश्लेषक" का उपयोग करना, विश्लेषण और डेटा कल्पना ।
    2. समय-बिन्नी डेटा को Excel फ़ाइलों (आरेख 3 c) के रूप में निर्यात करें । ग्राफिकल परिणाम "चार्ट" टैब में दिखाया डेटा की समझ की सुविधा कर सकते हैं । "डेटा" टैब में, डेटा एकाधिक स्तंभों में व्यवस्थित होते हैं और किसी भी पैरामीटर का उपयोग करके सॉर्ट और फ़िल्टर किए जा सकते हैं.

3. पशु तैयारी

  1. 15 ग्राम (आयु वर्ग 2 महीने या उससे अधिक) के पशुओं का उपयोग करें ।
    नोट: यदि पशु 15 ग्राम से छोटे हैं, तो एकाधिक चूहे एक कोने में एक साथ यात्रा कर सकते हैं, डेटा संग्रह में विफलता के लिए अग्रणी । आयु वर्ग के जानवरों ध्यान से वे कोनों में कूद और फीडर चढ़ाई करने में सक्षम हैं सुनिश्चित करने के लिए निगरानी की जानी चाहिए । कुछ पुराने चूहों या आनुवंशिक मोटर विकलांगता के प्रदर्शन के साथ चूहों मर सकता है क्योंकि वे पानी या भोजन का उपयोग नहीं कर सकते हैं ।
  2. आक्रामकता के संभावित जोखिम को कम ।
    नोट: महिला चूहों का उपयोग करते समय, यह प्रयोग शुरू करने से पहले, एक छोटी उम्र में एक पिंजरे में एक साथ सभी चूहों आवास शुरू करने के लिए बेहतर है (यानी, 1 महीने की उम्र में). माउस लाइन की एक प्रोफ़ाइल, विशेष रूप से आक्रामकता के संबंध में, पिंजरे में पुरुष चूहों का उपयोग करते समय प्राप्त किया जाना चाहिए ।
  3. प्रत्यारोपण रेडियोफ्रीक्वेंसी पहचान ट्रांसपोंडर (निष्फल, सुई शामिल) isoflurane साँस लेना संज्ञाहरण के तहत dorso-ग्रीवा क्षेत्र में चूहों में चमड़े (चित्रा 4).
    1. संज्ञाहरण प्रेरण के लिए चैंबर में माउस प्लेस ।
    2. ऑक्सीजन flowmeter को ०.८ से १.५ L/मिनट और isoflurane vaporizer को २.० से २.५% तक समायोजित करें ।
    3. श्वसन दर धीमी हो (लगभग 5% ड्रॉप) बनने के बाद प्रेरण कक्ष से माउस छोड़ें ।
    4. एक चेहरा मुखौटा के साथ संज्ञाहरण बनाए रखें ।
    5. आंख सुखाने को रोकने के लिए आंखों के लिए नेत्र मरहम लागू करें ।
    6. चुटकी और एक जेब बनाने के लिए scapulae के पीछे के हिस्से के आसपास त्वचा उठा ।
    7. Douse ७०% इथेनॉल के साथ इंजेक्शन साइट के चमड़े के नीचे अंतरिक्ष में बालों की शुरूआत को कम करने के लिए । फिर, रीढ़ की हड्डी के समानांतर त्वचा के माध्यम से इंजेक्शन सुई डालें ।
    8. माइक्रोचिप बाहर निकालें ।
    9. यह अंतर स्कंधास्थि अंतरिक्ष रखने के लिए त्वचा के माध्यम से माइक्रोचिप चुटकी ।
    10. सुई धीरे से वापस ले । रक्तस्तम्भन प्रदान करने के लिए कुछ सेकंड के लिए क्षेत्र चुटकी करने के लिए जारी रखें ।
    11. प्रयोग के बाद प्रशासन दर्द से राहत अगर सुई गलत तरीके से डाला जाता है ।
    12. संज्ञाहरण से माउस को रिहा ।
    13. एक वसूली पिंजरे में माउस प्लेस और यह निगरानी जब तक वे जाग और चारों ओर चलते हैं । माउस उपेक्षित छोड़ने से बचें ।
    14. एक बार यह पूरी तरह से एम्बूलेंस बन गया है घर पिंजरे के लिए माउस को वापस ।
    15. एक ट्रांसपोंडर रीडर के साथ एक सप्ताह के लिए कम से प्रत्यारोपित ट्रांसपोंडर की जांच करें ।
      चेतावनी: प्रत्यारोपित ट्रांसपोंडर की स्थिति पहचान के लिए बिल्कुल महत्वपूर्ण है ( चित्रा 2देखें) । ट्रांसपोंडर को गर्दन में लंबवत न डालें; इस कारण, पशुओं के रीढ़ की हड्डी की गंभीर चोट प्राप्त कर सकते हैं । ट्रांसपोंडर कभी कुछ घंटे या दिनों के बाद बाहर गिर जाते हैं । ट्रांसपोंडर एक ट्रांसपोंडर रीडर का उपयोग करके कार्य कर रहा है की जाँच करें । वैकल्पिक में, प्रत्यारोपण ट्रांसपोंडर फिर अगर यह बाहर गिर जाता है; हालांकि, दोहराया फिर से प्रत्यारोपण कृत्रिम व्यवहार परिवर्तन के कारण हो सकता है । समय सीमा समाप्ति दिनांक की जाँच करें । समय सीमा समाप्त ट्रांसपोंडर डेटा की अनुपलब्धता में आने वाले गलत संकेतों को अक्सर संचारित करेगा ।
  4. पिंजरे में जानवरों का परिचय और ट्रांसपोंडर पाठकों का उपयोग चूहों में प्रत्यारोपित ट्रांसपोंडर की जाँच करें । अगर ट्रांसपोंडर का पता न चले तो चूहों को हटा दें ।

4. चल रहे प्रयोग

नोट: चूहों मानक माउस चाउ के साथ विज्ञापन libitum खिलाया और सिंथेटिक बिस्तर कि हर 1 या 2 सप्ताह कार्य अनुसूची के आधार पर बदल जाता है के साथ बनाए रखा जाता है । विशेष रूप से प्रारंभिक 1-2 दिनों में स्थानिक शिक्षण कार्य के दौरान बिस्तर बदलने से बचें । लाइट्स 08:00 और 20:00 के बीच पर हैं । प्रायोगिक मॉड्यूल क्रमिक रूप से वैज्ञानिक प्रश्नों के अनुसार प्रदर्शन कर रहे हैं । प्रयोगात्मक अनुसूची चित्रा 5में सचित्र है ।

  1. सामांय गतिविधि
    नोट: चूहों क्रमिक रूप से तीन प्रयोगात्मक स्थितियों का उपयोग कर पिंजरे में पर्यावरण के लिए अनुकूलित कर रहे हैं: मुक्त अनुकूलन, जहां जानवरों हमेशा कोनों में पानी की बोतलों उदारवादी उपयोग कर सकते हैं (आदी होना के 1 सप्ताह के लिए एक दिन आम तौर पर माना जाता है पर्याप्त); एनपीए, जहां चूहों 5 एस के लिए पानी की बोतलों का उपयोग कर सकते है कोनों में दरवाजों के सामने छेद में हर nosepoke के बाद (3 दिन के लिए 1 सप्ताह आदी होना आम तौर पर पर्याप्त माना जाता है); और पीने के सत्र अनुकूलन, जहां चूहों दिन के एक विशिष्ट समय में पानी की बोतलों का उपयोग कर सकते हैं ।
    1. एफए, एनपीए, और डीएसए कार्यों के लिए प्रयोग फ़ाइलें तैयार करें ।
    2. "नियंत्रक" में एफए कार्य चलाते हैं ।
    3. यात्राओं, nosepokes और/या चाट एपिसोड दैनिक या circadian गतिविधि की संख्या को मापने के लिए सामांय गतिविधि की एक सूची के रूप में आवधिक ।
    4. "नियंत्रक" में एनपीए कार्य चलाएं ।
    5. "नियंत्रक" में डीएसए कार्य चलाते हैं ।
      नोट: कई सीखने के मानदंड पीने के सत्र के लिए अनुकूलन की आवश्यकता होती है । के लिए डीएसए के लिए समय अनुसूची निर्धारित करते हैं, दो अलग प्रयोगात्मक मॉड्यूल का उपयोग करें: डिफ़ॉल्ट (पानी अभाव के लिए) सत्र, और पीने के सत्र । चूहों पानी की बोतलों का उपयोग नहीं कर सकते क्योंकि कुछ भी नहीं है डिफ़ॉल्ट मॉड्यूल में एक nosepoke के बाद होता है । पीने का सत्र एनपीएस मॉड्यूल के समान है । "डिज़ाइनर" में "विकल्प" टैब में निर्धारित समय शेड्यूल फिर किसी अन्य मॉड्यूल द्वारा निर्धारित नॉन-ड्रिंकिंग सत्र में शिफ्ट कर सकते हैं.
  2. स्थानिक शिक्षण आणि स्मृति कार्य
    नोट: पीपी कार्य स्थानिक सीखने (आमतौर पर 5-7 दिन) का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है । पीपी कार्य में, चूहों चार कोनों से बाहर तीन में पानी के लिए सीमित पहुँच है (एक सही कोने और तीन गलत कोनों). इस प्रकार, पशुओं को पीने के सत्र के दौरान पानी पीने के लिए एक निश्चित कोने का दौरा करना होगा । PPR कार्य लचीलापन या compulsivity और व्यवहार को धाराप्रवाह (सामान्य रूप से 5-7 दिन) बदलने की क्षमता का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है । PPR कार्य में, चूहे केवल पीपी कार्य में सही कोने के रूप में इस्तेमाल किया विपरीत कोनों में पानी का उपयोग कर सकते हैं ।
    1. पीपी और PPR कार्यों के लिए प्रयोग फ़ाइलें तैयार करें । "क्लस्टर" की स्थापना करके चूहों के लिए सही कोनों को परिभाषित (आमतौर पर 1-4 कोनों प्रत्येक) "पशु" "डिजाइनर" के टैब में ( चित्रा 6A, नीचे देखें) । एक कोने में भारी ट्रैफ़िक से बचने के लिए, सभी चूहों को समान रूप से चार कोनों को आबंटित करें.
    2. पीपी कार्य को कंट्रोलर में चलाएं ।
    3. समय पाठ्यक्रम, संख्या, और सही nosepokes का प्रतिशत पर स्थानिक अधिगम प्रदर्शन का मूल्यांकन करें ।
      ध्यान दें: पीपी कार्य के वर्तमान संस्करण स्थानिक सीखने के बजाय, स्थानिक स्मृति पर अधिक ध्यान केंद्रित के रूप में कार्य विभिंन परीक्षणों के बीच एक समय अंतराल की आवश्यकता नहीं है । स्थानिक स्मृति पर अधिक ध्यान केंद्रित करने के लिए, जगह परिहार (फिलीस्तीनी अथॉरिटी) कार्य या स्थानिक कार्य है कि परीक्षणों के बीच विशिष्ट समय अंतराल का उपयोग के एक अपरिभाषित नए संस्करण का उपयोग करने पर विचार करें ।
    4. "नियंत्रक" में PPR कार्य चलाएं ।
    5. समय पाठ्यक्रम, संख्या, और सही nosepokes के प्रतिशत के आधार पर लचीलापन या compulsivity का मूल्यांकन करें ।
      नोट: PPR डेटा की व्याख्या कई सावधान निर्णय की आवश्यकता है । PPR कार्य का प्रारंभिक प्रदर्शन पुरजोर पीपी कार्य में प्रदर्शन पर निर्भर है । इसका कारण यह है PPR कार्य हस्तक्षेप या आवश्यकता पर निर्भर करता है व्यवहार में परिवर्तन करने के लिए । इसलिए, PPR का प्रदर्शन विशेष रूप से खराब हो सकता है यदि पीपी कार्य के प्रदर्शन के करीब १००% सही है । लचीलापन कार्यकारी कार्य11,12,13में से एक माना जा सकता है ।
    6. फिलीस्तीनी अथॉरिटी में स्थानिक डर स्मृति का आकलन करें ।
      नोट: PA कार्य 4 निरंतर सत्रों के होते हैं: आदी होना (day 1); कंडीशनिंग (एयर पफ एक पूर्व निर्धारित कोने [गलत nosepoke], दिन 2) के किसी भी पक्ष में nospoke के बाद शुरू की है; परीक्षण पिंजरे के बाहर 24 एच तोड़ (चूहों को वापस अपने सामान्य घर में रखा जाता है-पिंजरों, day3); चूहों को हवा के बिना परीक्षण पिंजरे में वापस रखकर कश (दिन 4-10).
      1. PA के लिए प्रयोग फ़ाइलें तैयार करें ।
      2. चला आदी होना (day 1).
      3. चल कंडीशनिंग (day 2).
      4. चूहों को सामान्य घर के पिंजरों में ले जाएं और 24 ज (day3) के लिए रखें ।
      5. चूहों परीक्षण पिंजरे में वापस ले लो और परीक्षण प्रोटोकॉल (दिन 4-10) चलाते हैं ।
      6. aversive स्थानिक लर्निंग का मूल्यांकन (day 2) पर गलत nosepokes के अनुपात के आधार पर, aversive स्थानिक स्मृति परीक्षण पिंजरे में लौटने के दिन पर उस पर आधारित है (दिन 3), और उस पर आधारित सीखने विलुप्त होने के आधार पर दिन 4 – 10.
  3. कार्यकारी समारोह का मूल्यांकन (Impulsivity, ध्यान, और Compulsivity)
    1. SRT कार्य
      नोट: यह कार्यविधि पहले से अधिक विवरण10,14में वर्णित किया गया था । कार्यों के इस सेट में, सभी चार कोनों उसी तरह, 24 ज प्रति दिन संचालित कर रहे हैं । srt दो प्रशिक्षण सत्रों (srt-1 प्रशिक्षण और 2) और दो परीक्षण सत्र (srt-1 और 2 परीक्षण) के होते हैं । पहले प्रशिक्षण सत्र (SRT-प्रशिक्षण 1) में, जानवरों को जानने के लिए कि पीले एलईडी प्रकाश एक nosepoke के लिए एक शुरुआत संकेत है प्रशिक्षित किया जाता है । एलईडी लाइट्स हमेशा प्रारंभिक nosepoke के बाद तुरंत फ्लैश (देरी 0 एस के लिए सेट है) ।
      द्वितीय प्रशिक्षण सत्र (SRT-प्रशिक्षण 2) में, विलंब ०.५, १.०, २.० और ४.० s के बीच बेतरतीब ढंग से भिन्न करने के लिए सेट किया गया है । इस अवधि के दौरान, समयपूर्व प्रतिक्रियाओं का कोई परिणाम नहीं है (पूर्व प्रशिक्षण) । विलंब अवधि के दौरान किसी भी nosepoke को समयपूर्व प्रतिक्रिया माना जाता है, जबकि पहला nosepoke जब द्वार खोला जाता है (5 s) सही प्रतिक्रिया माना जाता है । पहले टेस्ट सत्र में (SRT-टेस्ट 1, impulsivity का आकलन करने के लिए प्रयुक्त), पहले nosepoke सही पक्ष को परिभाषित करता है, और एक विलंब अवधि (0.5-4.0 एस, कार्य चरण पर निर्भर करता है), के बाद जो पीले एल ई डी एक विशिष्ट समय अवधि के लिए चालू कर रहे हैं (उत्तेजना अवधि = २.० एस, कार्य चरण के आधार पर) । इसके बाद दरवाजा खोला जाता है । विलंब अवधि के बाद पहला nosepoke दरवाजा (5 ओं) को खोलता है और एक सही nosepoke के रूप में गिना जाता है जबकि विलंब अवधि के दौरान कोई भी nosepoke समयपूर्व nosepoke माना जाता है । वहां दूसरे टेस्ट सत्र में कई संशोधनों (SRT-परीक्षण 2, ध्यान का आकलन किया जाता है) । एक उत्तेजना (0.2-1.0 एस, पहले परीक्षण से थोड़ा छोटा) शुरू करने के बाद, चूहों एक समय अवधि के दौरान जो nosepokes अनुमति दी जाती है के साथ प्रदान की जाती है (सीमित पकड़, आमतौर पर 2 एस) । दरवाजे खुले (5 एस) केवल एक सही nosepoke के बाद, जो सीमित पकड़ के दौरान पहली nosepoke है । Nosepokes के बाद सीमित होल्ड छोड़े गए nosepoke के रूप में माना जाता है और परिणाम में कोई परिवर्तन करने के लिए लीड नहीं है । त्रुटियों को तीन प्रकार में विभाजित कर रहे हैं: समय से पहले nosepoke, लोप nosepoke, और चूक (पहली nosepoke केवल) । ध्यान परीक्षण के लिए एलईडी फ्लैश नोटिस की क्षमता की आवश्यकता है (उत्तेजना अवधि की अवधि के द्वारा परिभाषित) के रूप में अच्छी तरह से मामूली त्वरित प्रतिक्रिया (सीमित पकड़ की अवधि के द्वारा परिभाषित) । ट्रायल का टाइम कोर्स चित्रा 7में सचित्र है ।
      1. SRT कार्यों के लिए प्रयोग फ़ाइलें तैयार करें ।
      2. 3 दिनों के लिए SRT-प्रशिक्षण 1 भागो ।
      3. 7 दिनों के लिए SRT-प्रशिक्षण 2 भागो ।
      4. 7 दिनों के लिए SRT-टेस्ट 1 (Impulsivity) चलाते हैं । निम्न सूत्र के आधार पर impulsivity की गणना करें:
        Equation 1
        जहां P समयपूर्व nosepoke परीक्षणों की संख्या है (या गलत nosepoke की संख्या), और T कुल परीक्षणों की संख्या है (प्रथम nosepoke की संख्या) ।
      5. 7 दिनों के लिए SRT-टेस्ट 2 (ध्यान) चलाते हैं । शुद्धता (जो ध्यान के लिए एक प्रदर्शन संकेतक माना जाता है) की गणना निंन सूत्र का उपयोग कर:
        Equation 2
        जहां C सही nosepoke परीक्षणों की संख्या है (सही सेकंड nosepokes की संख्या), टी कुल परीक्षणों की संख्या है (पहले nosepokes की संख्या), ओ चूक परीक्षण की संख्या है (एक दूसरे nosepoke लापता परीक्षण की संख्या), और पी की संख्या है समयपूर्व nosepoke परीक्षण (या सीमित होल्ड से पहले दूसरी ग़लत nosepoke की संख्या) ।
    2. डीडी कार्य
      नोट: यह एक सरल विकल्प कार्य है, जहां जानवरों या तो मीठा पानी पीने के लिए प्रतीक्षा करने के लिए (SW, ०.५% साकारीन या 10% सुक्रोज) एक देरी के साथ या एक देरी के बिना सामान्य पानी पीने के लिए का चयन करें । चुनार ओर दरवाजा खुलता है जबकि विपरीत दिशा की ओर का दरवाजा बंद रहता है । दप और सामान्य पानी सभी कोनों के दाएँ या बाएँ पक्षों में हूबहू आवंटित किया जाता है. डीडी कार्य अनुसूची में प्रशिक्षण और परीक्षण सत्र शामिल हैं । प्रशिक्षण सत्र में, चूहों एक प्रतीक्षा समय के बिना SW और पानी दोनों का उपयोग कर सकते हैं । इस प्रकार, चूहों SW पक्ष को उनकी वरीयता विकसित होगा । परीक्षण सत्रों में, प्रतीक्षा समय दैनिक बढ़ जाती है (यानी, 0, 1, 2,..., 8 एस) । देरी क्रमिक रूप से कई मॉड्यूल अलग देरी लंबाई (0, 1, 2,..., 8 एस) और सेटिंग "मॉड्यूल" और "विकल्प" क्षेत्रों (दिन पैटर्न) में "लिंक" का प्रदर्शन करके दैनिक वृद्धि हुई है । इस कार्य में, सभी चार कोनों उसी तरह से काम करते हैं, प्रति दिन 24 ज ।
      1. डीडी कार्य के लिए प्रायोगिक फाइल तैयार करें ।
      2. SW के पक्ष को परिभाषित (सभी कोनों पर सही या बाएं पक्ष) ।
      3. दप युक्त बोतलों के साथ परिभाषित पक्षों में पानी की बोतलें बदलें ।
      4. प्रशिक्षण सत्र चलाने के लिए पशुओं को प्रशिक्षित करने के लिए 5-7 दिनों के लिए कोई देरी के साथ परिभाषित पक्षों में SW पीते हैं ।
      5. की गणना वरीयता सूचकांक है, जो nosepoking के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है या दप के पक्ष में licks या nosepokes की कुल संख्या के लिए । पक्ष के लिए वरीयता सूचकांक SW युक्त इस प्रकार के रूप में गणना की है:
        Equation 3
        या
        Equation 4
        पूर्व सूचकांक कार्रवाई परिणामों पर अधिक केंद्रित है, जबकि बाद पसंद व्यवहार पर अधिक ध्यान केंद्रित ।
        नोट: सुनिश्चित करें कि अधिकांश चूहों तरजीही के साथ पक्षों को चुनने के लिए SW (> 90% के लिए चाट संख्या आधारित सूचकांक, > 80% के लिए पहली nosepoke सूचकांक आधारित) प्रशिक्षण के अंत में ।
      6. इसके बाद, 9 दिनों के लिए डीडी कार्य का परीक्षण सत्र चलाने (देरी 0 से 8 एस) ।
      7. compulsivity का मूल्यांकन करने के लिए SW के साथ पक्ष की ओर वरीयता में परिवर्तन के समय पाठ्यक्रम का आकलन करें ।
  4. डेटा विश्लेषण
    1. "विश्लेषक" का उपयोग कर अभिलेखागार खोलें और एक्सेल फ़ाइलों के लिए सभी डेटा निर्यात. डेटा राशि की मात्रा काफी बड़ी है, तो यह डेटा फ़िल्टर करने के लिए बेहतर है (यानी, स्थानिक कार्यों के लिए पीने के सत्र निकालने, और SRT कार्यों के लिए पहली और दूसरी nosepokes निकालने).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

हमारे पिछले अध्ययन में, विज्ञापन मॉडल में आयु पर निर्भर संज्ञानात्मक घाटे स्वचालित घर-पिंजरे निगरानी प्रणाली10का उपयोग प्रयोगों द्वारा पता लगाया गया । पीपी में विज्ञापन मॉडलों के उनके प्रदर्शन दोनों युवा वयस्कों और पुराने विषयों में बरकरार था; हालांकि, PPR में प्रदर्शन काफी था और उत्तरोत्तर बिगड़ा (चित्रा 6) । यह भी सामांय व्यवहार या अनुकूलन चरण में चिंता का पालन महत्वपूर्ण है क्योंकि ऐसे लक्षण अनुभूति15को प्रभावित कर सकता है । विज्ञापन मॉडल यात्रा, nosepoke में कोई सकल विषमता नहीं दिखा था, और एफए, एनपी, और डीएसए सत्रों में नंबर चाट । इस प्रकार, विज्ञापन मॉडल कम लचीलापन हो सकता है ।

कार्यकारिणी के कार्यों का आकलन करने के लिए SRT व डीडी में व्यवहारिक प्रदर्शन दर्ज किया गया । पुराने विज्ञापन मॉडल (NL-G-F) srt (srt-परीक्षण 2) (चित्रा 8) के अंतिम चरण में सटीकता का अभाव है । NL-जी एफ चूहों (चित्रा 9B, ऊपर) के युवा वयस्कों और पुराने विषयों में सोल्यूशन compulsivity मनाया गया । दिलचस्प है, यद्यपि वहां NL के compulsivity में वृद्धि हुई थी-एफ चूहों जो युवा वयस्कों थे, बुढ़ापे में, यह जंगली प्रकार के चूहों के बराबर हो गया (चित्रा 9B, नीचे) । यह NL-च उत्परिवर्तन के क्षणिक phenotype का एक उदाहरण है.

Figure 1
चित्रा 1: स्वचालित घर के अवयव-पिंजरे की निगरानी प्रणाली । () प्रणाली का अवलोकन. () connectors का स्थान. () operant दरवाजा के साथ कोने कक्ष । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: अध्ययन के लिए समूह आवास का उदाहरण । आमतौर पर, पिंजरे में प्रति 12 चूहों का इस्तेमाल किया जाता है । चार समूहों (तीन आनुवंशिक मॉडल और एक जंगली प्रकार) का उपयोग करने के मामले में, प्रति समूह तीन चूहों IntelliCage पर्याप्त माना जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: प्रणाली के लिए सॉफ्टवेयर । () "डिजाइनर" प्रयोगात्मक फ़ाइलों के निर्माण के लिए प्रयोग किया जाता है । बाएं: पशु सूची भाग पशु और समूह परिभाषाओं की जानकारी शामिल है । सही: मॉड्यूल अंतरिक्ष प्रयोगात्मक आपरेशनों को परिभाषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । (B) "नियंत्रक" को चलाने, मॉनीटर करने, और रिकॉर्ड करने के लिए प्रयोग किया जा सकता है । वाम: पिंजरे में से एक की स्थिति ' जानवरों की यात्रा, nosepoke, और चार कोनों में चाट प्रदर्शित करने के साथ काम कर रहे । सही: कुछ परेशानियां होने पर अलार्म खिड़कियां दिखाई देंगी । () विश्लेषक नियंत्रक द्वारा अधिग्रहीत डेटा को संभालने और निर्यात करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । वाम: सभी डेटा जानवर, पिंजरे के अंदर पर्यावरण, और समय की जानकारी के साथ टैग कर रहे हैं । फ़िल्टरिंग एक्सेल या अंय विश्लेषणात्मक सॉफ्टवेयर में आगे विश्लेषण में मदद मिलेगी । सही: यात्राओं की समय-रेखा (nosepoke या licks भी) व्यक्तिगत रूप से दिखाई जा सकती है. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: ट्रांसपोंडर आरोपण । () ट्रांसपोंडर (DataMars) की माइक्रोचिप. () ट्रांसपोंडर आरोपण (transpondering) की ओर दृष्टि. रीढ़ की हड्डी पर चोट के कारण से बचें । () ट्रांसपोंडर के शीर्ष दृश्य । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: स्वचालित घर के साथ संज्ञानात्मक मूल्यांकन के लिए प्रयोगों की समय लाइन-पिंजरे की निगरानी प्रणाली. संज्ञानात्मक आकलन के लिए एक परीक्षण बैटरी दो बार प्रदर्शन किया गया था (1 सेट, 9-12 महीने पुराने; और 2 सेट, 14-17 महीने पुराने) अंत में सामान्य गतिविधि का आकलन करने के लिए प्रयोगों द्वारा पीछा किया (3 सेट [18 महीने पुराने]). यह बैटरी कई संज्ञानात्मक डोमेन का आकलन करने के लिए नामित किया गया था (रंग द्वारा संकेत-लाल: सामान्य गतिविधि; ब्लू: स्थानिक शिक्षण और स्मृति; ग्रीन: कार्यकारी समारोह), कि मांयता और संज्ञानात्मक घाटे की उंमीद के लक्षण वर्णन में लाभ है । एफए: मुक्त अनुकूलन; वसुली: Nosepoke अनुकूलन; डीएसए: सत्र अनुकूलन पीने; पीपी: जगह वरीयता; PPR: जगह वरीयता उत्क्रमण; SRT: सीरियल प्रतिक्रिया समय (impulsivity और ध्यान के लिए); पीए: जगह परिहार; डीडी: देरी डिस्काउंटिंग । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: प्रयोगात्मक डिजाइन और पीपी और PPR कार्यों के प्रतिनिधि परिणाम. () शीर्ष, पीपी या PPR के लिए एक उदाहरण मॉड्यूल डिजाइन । नीचे, सही कोने सेटिंग PPR में विपरीत पक्ष को बदल दिया है । () स्थानिक उत्क्रमण में घाटे को एक विज्ञापन मॉडल में सीखने (NL-जी एफ) बड़ी उंर में बटोरा । डेटा मतलब का मतलब ± मानक त्रुटि (SEM) के रूप में व्यक्त कर रहे हैं । ∗p < 0.05; ∗ ∗p < 0.01. रंग तुलना के समूह इंगित करते हैं: नीला: NL vs WT; लाल: NL-F vs WT; हरा: NL-जी-एफ बनाम WT । यह आंकड़ा संदर्भ10से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: SRT कार्यों का परीक्षण प्रवाह । वाम: SRT (छोटा सा भूत) का परीक्षण प्रवाह । पहले nosepoke सही पक्ष को परिभाषित करता है, और एक देरी अवधि (0.5-4.0 एस), जिसके बाद पीले एल ई डी चालू कर रहे है शुरू । इसके बाद दरवाजा खोला जाता है । सही: SRT (att) का परीक्षण प्रवाह । पहले nosepoke सही पक्ष को परिभाषित करता है, और एक देरी अवधि (२.० s), जिसके बाद पीले एल ई डी कम समय में (0.2-1.0 s) चालू कर रहे है शुरू । चूहों एक समय अवधि के दौरान जो nosepokes अनुमति दी जाती है के साथ प्रदान की जाती है (सीमित पकड़, 2 एस) । दरवाजे खुले (5 एस) केवल एक सही nosepoke के बाद, जो सीमित पकड़ के दौरान पहली nosepoke है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्रा 8: प्रयोगात्मक डिजाइन और SRT कार्यों के प्रतिनिधि परिणाम. (एक) SRT के लिए एक उदाहरण मॉड्यूल डिजाइन । () बड़ी उंर में विशिष्ट विज्ञापन मॉडल में ध्यान की गिरावट । डेटा के रूप में व्यक्त कर रहे है मतलब ± SEM. ∗p < 0.05; ∗ ∗p < 0.01. रंग तुलना के समूह इंगित करते हैं: नीला: NL vs WT; लाल: NL-F vs WT; हरा: NL-जी-एफ बनाम WT । यह आंकड़ा संदर्भ10से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्र 9: डीडी कार्य के प्रायोगिक डिजाइन और प्रतिनिधि परिणाम । (A) डीडी कार्य के लिए मॉड्यूल का एक उदाहरण । () युवा और वृद्धावस्था दोनों में विज्ञापन मॉडल (NL-जी-एफ) में सोल्यूशन compulsivity. यह phenotype का उदाहरण है । दूसरी ओर, compulsivity एक और विज्ञापन मॉडल (NL-एफ) में क्षणिक वृद्धि हुई थी । डेटा के रूप में व्यक्त कर रहे है मतलब ± SEM. ∗p < 0.05; ∗ ∗p < 0.01. रंग तुलना के समूह इंगित करते हैं: नीला: NL vs WT; लाल: NL-F vs WT; हरा: NL-जी-एफ बनाम WT । यह आंकड़ा पिछले कार्य10से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

यह कागज स्वचालित घर का उपयोग कर विधि का वर्णन-लंबी अवधि के संज्ञानात्मक और आनुवंशिक रूप से संशोधित विज्ञापन मॉडल में व्यवहार परख के लिए पिंजरे की निगरानी प्रणाली । सबसे महत्वपूर्ण कदम ट्रांसपोंडर की उचित स्थिति में प्रत्यारोपित करना है । आरोपण के प्रदर्शन से पहले, सुनिश्चित करें कि ट्रांसपोंडर की समय सीमा समाप्ति दिनांक पास नहीं है । दूसरा महत्वपूर्ण बिंदु के लिए दैनिक प्रणाली के कामकाज की जांच है, खासकर के रूप में एक छोटी सी समस्या बाद में अध्ययन के दौरान एक अधिक गंभीर हो सकता है (यानी, एक खड़ी दरवाजा, गिर बाहर ट्रांसपोंडर, बुरा विद्युत कनेक्शन, आदि .). तीसरा, यह करने के लिए मुसीबत शूटिंग के लिए सक्षम होना आवश्यक है क्योंकि कई मुद्दों प्रयोगात्मक अनुसूची भर में हो सकता है ।

इस कागज संज्ञानात्मक आकलन के लिए कार्यों का एक बुनियादी पैकेज की शुरुआत की । इन कार्यों पारंपरिक व्यवहार परीक्षण की चर्चा करते हुए उत्पादित कर रहे थे, लेकिन वे पूरी तरह से पारंपरिक परीक्षणों की नकल नहीं कर सकते । उदाहरण के लिए, SRT कार्य विकल्प-मोड सेट नहीं करते हैं । पांच विकल्प धारावाहिक विकल्प टास्क (5CSRTT), SRT कार्यों का एक मॉडल, सामान्य रूप से16,17सटीकता को मापने के लिए nosepoke के लिए 9, 5 या 3 छेद के साथ एक चैंबर में आयोजित किया जाता है. हमारी टीम पहले SRT के एक विकल्प संस्करण को लागू करने की कोशिश की, लेकिन चूहों अपेक्षाकृत लंबे समय के भीतर नियम जानने के लिए विफल (2 सप्ताह या अधिक). इस प्रणाली के उपयोगकर्ता अंतर के बारे में पता होना चाहिए, और ध्यान से डेटा पर चर्चा ।

एक और मुद्दा दोहराया माप के लिए सीमाओं के बारे में है । के रूप में पिछले अध्ययन18में उल्लेख किया है, पहले एक यह है कि दोहराया प्रयोगों बस उंर के प्रभाव की तुलना नहीं कर सकते । हमने देखा है कि दूसरे PA परीक्षण से डेटा विज्ञापन मॉडल10में स्मृति हानि को दोहराने में विफल रहा । सभी जीनोटाइप का प्रदर्शन पहले पीए टेस्ट की तुलना में ज्यादा खराब था । यह अंतर aversive उत्तेजना (पिछले पीए कार्य के अनुभव) के लिए उम्र के अंतर या आदी होना से आ सकता है । प्रयोगकर्ता को दोहराने वाले प्रभाव को ध्यान में रखना चाहिए और कार्यों के क्रम पर विचार करना चाहिए । दूसरे फिलीस्तीनी अथॉरिटी परीक्षण में aversive उत्तेजना के आदी होना पर काबू पाने के लिए, यह मजबूत हवा कश उत्तेजना का उपयोग करें या इस तरह के बिस्तर या19ध्वनि के विभिंन प्रकार के रूप में कुछ उपंयास पर्यावरण उत्तेजना जोड़ने के लिए बेहतर हो सकता है ।

विभिन्न शोधकर्ताओं ने स्वचालित घर के लिए नए तरीकों और प्रोटोकॉल का विकास किया गया है-पिंजरे की निगरानी अध्ययन20,21,22,23,24,25, 26, और खुला स्रोत पुस्तकालय27का उपयोग सॉफ्टवेयर का समर्थन । अत: व्यवस्था की संभावना को विस्तार दिया गया है । अंत में, प्रणाली स्वचालित उच्च प्रवाह दीर्घकालिक परख कि संज्ञानात्मक कार्यों, जो phenotyping और मांय रोग मॉडल में लाभकारी है की एक विस्तृत रेंज का अध्ययन किया जाता है के लिए व्यवहार स्क्रीनिंग प्रदान करता है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ब्याज का कोई विरोध नहीं घोषित ।

Acknowledgments

हम सामग्री की तस्वीर में उसकी मदद के लिए Reiko अंडो धंयवाद । इस शोध को खोजपूर्ण रिसर्च (JSPS KAKENHI ग्रांट नंबर 16K15196) के लिए ग्रांट-इन-एड द्वारा सपोर्ट किया गया ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
IntelliCage TSE Systems - Parchased in 2011 or later
PC Dell Inspiron 580s -
Display Dell SI75T-WL -
ALPHA-dri Shepherd Specialty Papers - Standard bedding
Aron Alpha (Krasy Glue) 2 g Toagosei (Krasy Glue) #04612 Cyanoacrylates for gluing magnet and blak arm
Handheld Transponder Reader BTS-ID R-560 Transponder reader, which reads both Trovan and DataMars
Transponder DataMars T-VA, T-VAS, or another series Basic package of transponders and implanters
Diamond Grip Plus Ansel Microflex DGP-INT-M Experimental glove
Isoflurane Pfizer 1119701G1092 -
Vaporizer for small animals DS Pharma Biomedical SF-B01 Facemask included
Neo-Medrol Pfizer 006472-001 Eye ointment
Ethanol (70%) - - -
Excel Microsoft 00202-51382-15524-AA928 For data analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bryan, K. J., Lee, H., Perry, G., Smith, M. A., Casadesus, G. Transgenic Mouse Models of Alzheimer's Disease: Behavioral Testing and Considerations. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. CRC Press/Taylor & Francis. (2009).
  2. Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nature Neuroscience. 13, (10), 1161-1169 (2010).
  3. Crawley, J. N. Behavioral Phenotyping Strategies for Mutant Mice. Neuron. 57, (6), 809-818 (2008).
  4. Zarringhalam, K., Ka, M., et al. An open system for automatic home-cage behavioral analysis and its application to male and female mouse models of Huntington's disease. Behavioural Brain Research. 229, (1), 216-225 (2012).
  5. Prusiner, S. B., Jackson, W. S., King, O. D., Lindquist, S. The power of automated high-resolution behavior analysis revealed by its application to mouse models of Huntington's and prion diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95, (23), 13363-13383 (1998).
  6. Jhuang, H., Garrote, E., et al. Automated home-cage behavioural phenotyping of mice. Nature Communications. 1, (6), 1-9 (2010).
  7. Krackow, S., Vannoni, E., et al. Consistent behavioral phenotype differences between inbred mouse strains in the IntelliCage. Genes, brain, and behavior. 9, (7), 722-731 (2010).
  8. Nilsson, P., Saito, T., Saido, T. C. New mouse model of Alzheimer's. ACS chemical. 5, (7), 499-502 (2014).
  9. Saito, T., Matsuba, Y., et al. Single App knock-in mouse models of Alzheimer's disease. Nat Neurosci. 17, (5), 661-663 (2014).
  10. Masuda, A., Kobayashi, Y., Kogo, N., Saito, T., Saido, T. C., Itohara, S. Cognitive deficits in single App knock-in mouse models. Neurobiology of Learning and Memory. (2016).
  11. Chan, R. C. K., Shum, D., Toulopoulou, T., Chen, E. Y. H. Assessment of executive functions: Review of instruments and identification of critical issues. Archives of Clinical Neuropsychology. 23, (2), 201-216 (2008).
  12. Jurado, M. B., Rosselli, M. The Elusive Nature of Executive Functions: A Review of our Current Understanding. Neuropsychology Review. 17, (3), 213-233 (2007).
  13. Diamond, A. Executive Functions. Annual Review of Psychology. 64, (1), 135-168 (2013).
  14. Kobayashi, Y., Sano, Y., et al. Genetic dissection of medial habenula-interpeduncular nucleus pathway function in mice. Frontiers in behavioral neuroscience. 7, 17 (2013).
  15. Robinson, O. J., Vytal, K., Cornwell, B. R., Grillon, C. The impact of anxiety upon cognition: perspectives from human threat of shock studies. Frontiers in human neuroscience. 7, 203 (2013).
  16. Robbins, T. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology. (3-4), 362-380 (2002).
  17. Asinof, S. K., Paine, T. A. The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents. Journal of Visualized Experiments. (90), e51574 (2014).
  18. Codita, A., Gumucio, A., et al. Impaired behavior of female tg-ArcSwe APP mice in the IntelliCage: A longitudinal study. Behavioural brain research. 215, (1), 83-94 (2010).
  19. Blumstein, D. T. Habituation and sensitization: new thoughts about old ideas. Animal Behaviour. 120, 255-262 (2016).
  20. Endo, T., Maekawa, F., et al. Automated test of behavioral flexibility in mice using a behavioral sequencing task in IntelliCage. Behavioural brain research. 221, (1), 172-181 (2011).
  21. Voikar, V., Colacicco, G., Gruber, O., Vannoni, E., Lipp, H. -P., Wolfer, D. P. Conditioned response suppression in the IntelliCage: assessment of mouse strain differences and effects of hippocampal and striatal lesions on acquisition and retention of memory. Behavioural brain research. 213, (2), 304-312 (2010).
  22. Puścian, A., Łęski, S., Górkiewicz, T., Meyza, K., Lipp, H. -P., Knapska, E. A novel automated behavioral test battery assessing cognitive rigidity in two genetic mouse models of autism. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 140 (2014).
  23. Voikar, V., Colacicco, G., Gruber, O., Vannoni, E., Lipp, H. -P., Wolfer, D. P. Conditioned response suppression in the IntelliCage: assessment of mouse strain differences and effects of hippocampal and striatal lesions on acquisition and retention of memory. Behavioural brain research. 213, (2), 304-312 (2010).
  24. Harda, Z., Dzik, J. M., et al. Autophosphorylation of αCaMKII affects social interactions in mice. Genes, Brain and Behavior. e12457 (2018).
  25. Aarts, E., Maroteaux, G., et al. The light spot test: Measuring anxiety in mice in an automated home-cage environment. Behavioural Brain Research. 294, 123-130 (2015).
  26. Safi, K., Neuhäusser-Wespy, F., et al. Mouse anxiety models and an example of an experimental setup using unconditioned avoidance in an automated system -IntelliCage. Cognition Brain & Behavior. 10, (4), 475-488 (2006).
  27. Dzik, J. M., Puścian, A., Mijakowska, Z., Radwanska, K., Łęski, S. PyMICE: APython library for analysis of IntelliCage data. Behavior Research Methods. 50, (2), 804-815 (2018).
स्वचालित, अल्जाइमर रोग के कई आनुवंशिक मॉडल में संज्ञानात्मक कार्यों के लिए दीर्घकालिक व्यवहार परख, IntelliCage का उपयोग
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Masuda, A., Kobayashi, Y., Itohara, S. Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage. J. Vis. Exp. (138), e58009, doi:10.3791/58009 (2018).More

Masuda, A., Kobayashi, Y., Itohara, S. Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage. J. Vis. Exp. (138), e58009, doi:10.3791/58009 (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