Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

הערכה של תפקוד הזיכרון בפילסוקרפיין-עכברים מבוססי אפילפסיה

doi: 10.3791/60751 Published: June 4, 2020

Summary

מאמר זה מציג הליכים ניסיוניים להערכת ליקויי זיכרון בעכברים אפילפסיה הנגרמת על ידי pilocarpine. פרוטוקול זה יכול לשמש כדי ללמוד את המנגנונים הפתופיזיטיביים של התדרדרות קוגניטיבית הקשורה לאפילפסיה, שהיא אחת הנפוצות ביותר במחלת התחלואה באפילפסיה.

Abstract

ליקוי קוגניטיבי הוא אחד הנפוצים ביותר בתחלואה במחלת האונה הטמפורלית. כדי ללכוד אפילפסיה-הידרדרות קוגניטיבית הקשורים במודל בעל חיים של אפילפסיה, יצרנו מטופל הטיפול בעכברים כרוניים. אנו מציגים פרוטוקול לשלוש בדיקות התנהגותיות שונות באמצעות עכברים אלה: מיקום אובייקט הרומן (NL), זיהוי אובייקט הרומן (NO), ובדיקות הפרדת תבניות (PS) להערכת למידה וזיכרון עבור מקומות, אובייקטים והקשרים, בהתאמה. אנו מסבירים כיצד להגדיר את המנגנון התנהגותי ולספק הליכים ניסיוניים לבדיקות ה-NL, NO, ו-PS בעקבות מבחן שדה פתוח המודד את הפעילויות הlocomotor בסיס של בעלי החיים. אנו מתארים גם את היתרונות הטכניים של המבחנים NL, NO, ו-PS ביחס לבדיקות התנהגותיות אחרות להערכת תפקוד הזיכרון בעכברים אפילפסיה. בסופו של דבר, אנו דנים בסיבות אפשריות ופתרונות לעכברים אפילפטי שאינם מצליחים ליצור קשר טוב עם האובייקטים במהלך הפעלות ההיכרות, שהוא צעד קריטי לבדיקות זיכרון מוצלחות. לפיכך, פרוטוקול זה מספק מידע מפורט אודות אופן ההערכת ליקויי זיכרון המשויכים לאפילפסיה באמצעות עכברים. בדיקות ה-NL, NO ו-PS הן פשוטות ויעילות, המתאימות להערכת סוגים שונים של זיכרון בעכברי אפילפסיה.

Introduction

אפילפסיה היא הפרעה כרונית המאופיינת התקפים חוזרים ספונטנית1,2,3. מכיוון התקפים חוזרים יכולים לגרום ליקויים מבניים ופונקציונליים במוח1,2,3, פעילות תפיסה נורמלית יכול לתרום לתפקוד הקוגניטיבי, שהוא אחד הנפוצים ביותר אפילפסיה הקשורים התחלואה4,5,6. בניגוד לאירועים תפיסה כרונית, אשר ארעי ורגעי, ליקויים קוגניטיביים יכולים להימשך ברחבי החולים אפילפסיה ' חייהם, הידרדרות איכות החיים שלהם. לכן, חשוב להבין את המנגנונים הפתופסולוגיים של אפילפסיה-הידרדרות קוגניטיבית הקשורים.

מודלים שונים של בעלי חיים ניסיוניים של אפילפסיה שימשו כדי להדגים את הלמידה ואת ליקויי זיכרון הקשורים אפילפסיה כרונית7,8,9,10,11,12. לדוגמה, מבוך המים של מוריס, התניה הקשר הקשרית, לוח החורים, מיקום האובייקט הרומן (NL), ובדיקות זיהוי אובייקט הרומן (NO) השתמשו לעתים קרובות כדי להעריך את תפקוד הזיכרון באפילפסיה של האונה הטמפורלית (TLE). בגלל ההיפוקמפוס הוא אחד האזורים העיקריים שבו TLE מראה פתולוגיה, בדיקות התנהגותיות שיכולים להעריך פונקציית זיכרון תלויי ההיפוקמפוס הם לעתים קרובות מעדיפים בחירה. עם זאת, בהינתן כי התקפים יכולים לגרום היפוקאמאל נוירוגנזה ולתרום אפילפסיה הקשורים לירידה קוגניטיבית10, תבניות התנהגותיות עבור בדיקות הפונקציה של היילוד הילוד (כלומר, דפוס הפרדה מרחבית, PS)8,13 יכול גם לספק מידע חשוב על המנגנונים הסלולריים של ליקויי זיכרון באפילפסיה.

במאמר זה, אנו מדגימים סוללה של בדיקות זיכרון, NL, NO ו-PS, עבור עכברים אפילפסיה. הבדיקות פשוטות ונגישות בקלות ואינן דורשות מערכת מתוחכמת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל ההליכים הניסיוניים אושרו על ידי ועדת האתיקה של האוניברסיטה הקתולית של קוריאה ובוצעו בהתאם למכון הלאומי של מדריך הבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (NIH פרסומים מס ' 80-23).

1. בדיקת מיקום אובייקט הרומן (NL)

  1. הכנת העכברים C57BL/6 או העכבר הטרנסגניים 4 – 6 שבועות לאחר הזרקת פילוקרפין.
    הערה: התקפים חריפה המושרה על ידי הזרקת הצפק (IP) פילוקרפין, בעקבות פרוטוקול מפורט בדו ח הקודם שלנו14.
  2. העבירו את העכברים האפילפטי מחדר הרבייה לחדר ההתנהגות יום אחד לפני תחילת בדיקות ההתנהגות. לאפשר לעכברים לhabituate לפחות 12 h ללילה.
  3. בחדר ההתנהגות, הפרידו עכברים בודדים לכלובים חדשים למגורים בודדים. כתבו את המידע על כל בעל חיים על כרטיס הכלוב ושמרו על בעלי החיים באותם כלובים במהלך בדיקות ההתנהגות. ניתן להעביר במקביל כלובים מרובים באמצעות עגלה.
  4. ביום שלמחרת, התחילו 3 ימים של הרגלה הפעלות (H1-H3) בשעות הבוקר המוקדמות. Acclimate את החיות לאור נמוך בכלובים ביתם לפחות 30 דקות.
  5. הכן תיבת שדה פתוחה עם ממדים חיצוניים של 44 x 44 x 31 ס"מ ובתוך מימדים הפנימי של 43 x 43 x 30.5 ס"מ. ביום 1 של הרגלה (H1), מניחים את מדידת המאיר במרכז תיבת השדה הפתוחה ומתאימים את המאיר ל 60 lux.
  6. רסס את הרצפה והקירות של תיבת השדה הפתוחה עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר נקייה כדי להסיר רמזים ריח אפשרי. לאחר מכן המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול התייבשו לחלוטין.
  7. הערכת הפעילות הlocomotor של כל אחד מהעכבר על-ידי ביצוע בדיקת שדה פתוחה.
    1. כדי להקליט ולעקוב אחר ההתנהגות של כל עכבר ניסיוני, השתמש בתוכנת מעקב וידאו על התנהגות בעלי חיים (ראה טבלת חומרים).
    2. לאחר פתיחת תוכנת המעקב אחר וידאו, כיול את גודל תיבת השדה הפתוחה. לאחר מכן, הגדר את האזור למעקב. הגדר 3 s השהיה ו -15 דקות של זמן רכישה כדי להימנע ממעקב אחר הידיים של הניסויים. הוסף את המידע על כל עכבר ניסיוני (קבוצה, מין, גיל, וכו ').
    3. לאחר מכן, הצב בעדינות עכבר ניסיוני בתיבת השדה הפתוחה הפונה לקיר. עשה זאת על ידי הצבת אותו על מכסה הכלוב כדי למזער את הטיפול הקשורים מתח וחרדה. לאחר מכן, שחררו את העכבר ליד הקיר של תיבת השדה הפתוחה שהיא הרחוקה ביותר מהמקום שבו האובייקטים יהיו במהלך הפעלת ההיכרות (שלב 1.9.3.).
      הערה: לאחר שהעכבר נמצא בתיבת השדה הפתוחה, תוכנת המעקב אחר העכבר תזהה אותו באופן אוטומטי ותתחיל בהקלטה. לקבלת מעקב אופטימלי של החיפושים, ניתן למקם את המצלמה ישירות מעל תיבת השדה הפתוחה.
    4. לאחר 15 דקות של הקלטה, להחזיר את החיה לכלוב הבית שלה על ידי הצבת אותו על מכסה הכלוב. נקה את תיבת השדה הפתוחה עם תרסיס האתנול 70% ונגב עם מגבת נייר נקייה בין מבחנים. שחזר את האור הבהיר ולמד את המרחק הכולל של בעל החיים הועבר באמצעות תוכנת המעקב אחר וידאו בהתאם להוראות היצרן.
      1. פתח את תוכנת המעקב אחר וידאו וסרטוני וידיאו. לאחר מכן, לחץ על ניתוח כדי לחשב את המרחק הכולל שהועבר בהתבסס על הכיול של גודל תיבת השדה הפתוח.
  8. ביום 2 וביום 3, בצע את ההפעלות ההרגלה (H2, H3) על-ידי שלבים חוזרים 1.3 עד 1.7.
  9. ביום 4, בצע את הפעלת ההיכרות (F1).
    1. באור העמום, מקם כל אחד מהעכברים בשדה הפתוח הריק במשך 3 דקות. לאחר החזרה הקצרה, החזר את החיה אל כלוב הבית.
    2. במהלך הרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים עם 70% אתנול ולנגב אותם עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. מניחים שני עצמים זהים (בובות גומי, עצם A) בזירת השדה הפתוחה במרחק 5 ס מ מהקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. הציגו את העכבר הנסיוני בתיבת השדה הפתוחה, מול הקיר המרוחק מהאובייקטים.
    4. אפשר חיפושי חינם 20 דקות ובאופן ידני למדוד את הזמן שהושקע לחקור את שני האובייקטים באמצעות שני stopwatches עונים. לאחר העכבר מגיע זמן החיפוש המינימלי (30 s) עבור שני האובייקטים, לעצור את ההפעלה F1 ולהעביר את החיה לכלוב הבית שלה. אם העכבר לא מצליח לחקור את האובייקטים עבור 30 s בתוך 20 דקות, להסיר את העכבר מתיבת השדה הפתוחה ולהוציא אותו מהפעלות נוספות.
    5. לאחר הסרת החיה מתיבת השדה הפתוחה, לנקות ביסודיות את הרצפה ואת הקירות של התיבה עם 70% תרסיס אתנול ולנגב אותם עם מגבת נייר.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
  10. ביום 5, בצע את הפעלת הבדיקה של NL.
    1. העבר את העכבר מכלוב הבית שלו לאזור השדה הפתוח לצורך ביטוח במשך 3 דקות. ואז להחזיר את החיה לכלוב הבית שלה.
    2. במהלך הרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים עם 70% אתנול ולנגב אותם עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. העבר אובייקט אחד (בובת גומי, אובייקט A) למיקום האלכסוני, במרחק 5 ס מ מהקירות הסמוכים. תקן את האובייקט באמצעות קלטת דו-צידית. העבר את העכבר הנסיוני על מכסה הכלוב שלו לאזור השדה הפתוח ומניחים אותו מול קיר תיבת השדה הפתוחה.
      הערה: מאזן את מיקום האובייקט שהועבר כדי להקטין את ההעדפה הטבועה הפוטנציאלית לכיוון מסוים. לדוגמה, שנה את המיקום של האובייקט המועדף מפגישת ההיכרות עבור מחצית מהחיות הנסיוניות, ועבור שאר החיות, העבר את האובייקט המועדף פחות מהפעלת ההיכרות.
    4. אפשר 10 דקות של חיפוש והקלטה חינם עם מערכת מעקב וידאו. למדוד את הזמן שהושקע לחקור כל אובייקט באמצעות שתי עצירות שעונים ולחשב את יחס האפליה כמו
      Equation 1
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
    5. תפוס את הזנב של העכבר ניסיוני ומניחים אותו על מכסה הכלוב שלה להעביר את כלוב הבית שלה. במשך 3 ימים (ימים 6 – 8), הרשו לעכבר לנוח עם גישה חופשית למזון ולמים.
    6. ברגע שהחיה תוסר מתיבת השדה הפתוחה, תנקה ביסודיות את הרצפה והקירות של הקופסה עם תרסיס האתנול 70% ונגב עם מגבת נייר.

2. בדיקת זיהוי אובייקט הרומן (לא)

  1. ביום 9, לבצע הפעלה 15 דקות הרגלה ידי חוזר שלבים 1.2 – 1.7.
  2. ביום 10, בצע את הפעלת ההיכרות (F1).
    1. באור עמום, הנח את העכבר בשדה הפתוח הריק במשך 3 דקות. לאחר שהחזרת את העכבר לאזור השדה הפתוח, החזר אותו באופן זמני לכלוב הבית שלו.
    2. במהלך ההרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר. חכו לפחות 1 דקות. ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין
    3. מניחים שני אובייקטים זהים (50 מ"ל צינורות פלסטיק מלאים 40 mL של מים, אובייקט B) בשדה הפתוח 5 ס מ הרחק מן הקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. הציגו את העכבר הנסיוני בתיבת השדה הפתוחה מול הקיר המרוחק מהאובייקטים.
    4. כמו החיה נחשפת שני אובייקטים שונים (50 mL שפופרת פלסטיק מלאה 40 מ ל של מים, אובייקט B; צנצנת Coplin זכוכית, אובייקט C) במבחן לא, מאזן את האובייקט במהלך ההפעלה F1. לדוגמה, הציגו שני עצמים זהים (צנצנות קופלין זכוכית, עצם ג) לחצי מבעלי החיים בקבוצה.
    5. אפשר חיפושי חינם 20 דקות ובאופן ידני למדוד את הזמן שהושקע לחקור את שני האובייקטים באמצעות שני stopwatches עונים. לאחר העכבר מגיע זמן החיפוש המינימלי (30 s) עבור שני האובייקטים, לעצור את ההפעלה F1 ולהעביר את החיה לכלוב הבית שלה. אם העכבר אינו מצליח לחקור את האובייקטים עבור 30 s בתוך 20 דקות, הסר אותו מתיבת השדה הפתוחה והוצא אותה מהפעלות נוספות.
    6. לאחר הסרת החיה מתיבת השדה הפתוחה, לנקות ביסודיות את הרצפה ואת הקירות של התיבה עם 70% תרסיס אתנול ולנגב אותם עם מגבת נייר.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
  3. ביום שלמחרת (יום 11), בצע את הפעלת הבדיקה ללא.
    1. העבר את העכבר מכלוב הבית שלו לשדה הפתוח למשך שלוש דקות, ולאחר מכן החזר את החיה לכלוב ביתו.
    2. במהלך ההרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. החלף אובייקט אחד (50 mL שפופרת פלסטיק מלא 40 מ ל של מים, אובייקט B) עם אובייקט אחר (כד הזכוכית, האובייקט C) 5 ס מ מן הקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. העבר את העכבר הניסיוני על מכסה הכלוב אל השדה הפתוח, ומניחים אותו מול הקיר. מאזן את האובייקטים שהוצגו יחד במהלך הבדיקה NO. לדוגמה, החלפת קנקן זכוכית אחת (אובייקט C) עם צינור פלסטיק 50 mL מלא 40 mL של מים (אובייקט B) עבור העכברים שנחשפו שני צנצנות Coplin זכוכית (אובייקט C) במהלך המפגש ההיכרות.
      הערה: איזון מנוגד למיקום האובייקט המוחלף ניתן לבצע גם כדי להקטין את ההעדפה הטבועה הפוטנציאלית לכיוון מסוים. לדוגמה, עבור כל קבוצה של בעלי החיים החשופים לקבוצת שני אובייקטים (אובייקט B או אובייקט C), שנה את האובייקט המועדף בהפעלת ההיכרות עבור מחצית מהחיות הנסיוניות, ועבור שאר החיות, החלף את האובייקט המועדף פחות בהפעלת ההיכרות.
    4. אפשר 10 דקות של חיפושי חופשי ולהקליט אותו באמצעות מערכת מעקב וידאו. למדוד את הזמן שהושקע לחקור כל אובייקט באמצעות שתי עצירות שעונים ולחשב את יחס האפליה.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
    5. תפוס את הזנב של העכבר ניסיוני ומניחים אותו על המכסה כלוב להעביר את כלוב הבית שלה. במשך 3 ימים (ימים 12 – 14), הנח לעכבר לנוח עם גישה חופשית למזון ולמים.
    6. ברגע שהחיה תוסר מתיבת השדה הפתוחה, תנקה ביסודיות את הרצפה והקירות של תיבת השדה הפתוחה עם תרסיס האתנול 70% ונגב עם מגבת נייר.

3. מבחן הפרדת דפוסים (PS)

  1. ביום 15, בצע את הפעלת ההיכרות הראשונה (F1) עבור מבחן ה-PS.
    1. העבר את העכבר מכלוב הבית שלו לאזור השדה הפתוח למשך שלוש דקות, ולאחר מכן החזר אותו לכלוב הבית שלו.
    2. במהלך ההרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים ולוחית הרצפה המקודד עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. מניחים את צלחת הרצפה (42.5 x 42.5 x 0.5 ס מ) עם רשת רחב (5.5 x 5.5 ס מ) בתיבת השדה הפתוחה ומניחים שני אובייקטים זהים (פלסטיק T-מבחנות מלאים ב 50 mL של מים, אובייקט D) בשדה הפתוח 5 ס מ מן הקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. הציגו את העכבר הנסיוני בתיבת השדה הפתוחה מול הקיר המרוחק מהאובייקטים.
    4. כמו החיה נחשפת שני אובייקטים שונים (T-בקבוקון פלסטיק מלא 50 mL של מים, אובייקט D; בקבוק זכוכית, אובייקט E) במבחן PS, מאזן את האובייקט במהלך הפעלות F1 ו-F2. לדוגמה, הציגו שני עצמים זהים (בקבוקי זכוכית, עצם E) בקומת הרשת הרחבה לחצי מבעלי החיים בקבוצה.
    5. אפשר חיפושי חינם 20 דקות, ובאופן ידני למדוד את הזמן שהושקע לחקור את שני האובייקטים באמצעות שתי עצירות שעונים. ברגע שהעכבר מגיע לזמן הקצוב המינימלי הכולל (30 s) עבור שני האובייקטים, לעצור את ההפעלה F1 ולהעביר את החיה לכלוב הבית שלה. אם העכבר אינו מצליח לחקור את האובייקטים עבור 30 s בתוך 20 דקות, הסר אותו מתיבת השדה הפתוחה והוצא אותה מהפעלות נוספות.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
    6. לאחר סיום המפגש ההיכרות הראשון (F1), לנקות ביסודיות את האובייקטים ואת צלחת הרצפה עם 70% תרסיס אתנול ולהסיר אותם מתיבת השדה הפתוח.
  2. ביום שלמחרת (יום 16), בצע את הפעלת ההיכרות השנייה (F2) עבור מבחן ה-PS.
    1. העבר את העכבר מכלוב הבית שלו לאזור השדה הפתוח למשך שלוש דקות, ולאחר מכן החזר את החיה לכלוב הבית שלו.
    2. במהלך ההרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים ולוחית הרצפה המקודד עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. מניחים את צלחת הרצפה (42.5 x 42.5 x 0.5 ס מ) עם רשת צרה (2.75 x 2.75 ס מ) בתיבת השדה הפתוחה ומניחים שני אובייקטים זהים (בקבוקי זכוכית, אובייקט E) בשדה הפתוח 5 ס מ הרחק מן הקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. הציגו את העכבר הנסיוני בתיבת השדה הפתוחה מול הקיר המרוחק מהאובייקטים.
    4. לאיזון נגדי, הציגו שני עצמים זהים (פלסטיק T-מבחנות מלאים 50 mL של מים, אובייקט D) על רצפת הרשת הצר.
    5. אפשר חיפושי חינם 20 דקות ובאופן ידני למדוד את הזמן שהושקע לחקור את שני האובייקטים באמצעות שני stopwatches עונים. ברגע שהעכבר מגיע לזמן הקצוב המינימלי הכולל (30 s) עבור שני האובייקטים, לעצור את ההפעלה F2 ולהעביר את החיה לכלוב הבית שלה. אם העכבר אינו מצליח לחקור את האובייקטים עבור 30 s בתוך 20 דקות, הסר אותו מתיבת השדה הפתוחה והוצא אותה מהפעלות נוספות.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
    6. לאחר סיום מושב ההיכרות השני (F2), לנקות ביסודיות את האובייקטים ואת צלחת הרצפה עם 70% תרסיס אתנול ולהסיר אותם מתיבת השדה הפתוח.
  3. ביום הבא (יום 17), בצע את הפעלת בדיקת PS.
    1. העבר את העכבר מכלוב הבית שלו לאזור השדה הפתוח למשך שלוש דקות, ולאחר מכן החזר אותו לכלוב הבית שלו.
    2. במהלך ההרגלה, לנקות ביסודיות את האובייקטים ולוחית הרצפה המקודד עם 70% אתנול ולנגב עם מגבת נייר. המתינו לפחות 1 דקות עד ששאריות האלכוהול יבשו לחלוטין.
    3. מניחים את צלחת הרצפה עם רשת צרה (2.75 x 2.75 ס מ) בתיבת השדה הפתוחה ומניחים שני אובייקטים שונים (פלסטיק T-בקבוקון מלא עם 50 mL של מים, אובייקט D; בקבוק זכוכית, אובייקט E) על צלחת הרצפה 5 ס מ מן הקירות הסמוכים. תקן את האובייקטים באמצעות קלטת דו-צידית. העבר את העכבר הנסיוני על מכסה הכלוב לאזור השדה הפתוח ומניחים אותו מול הקיר.
    4. מאזן את האובייקטים שהוצגו יחד במהלך בדיקת ה-PS. לדוגמה, הצב כל אובייקט (אובייקט D, אובייקט E) בקומת הרשת הצרה כדי להפוך את האובייקט E לאובייקט הרומן בהקשר זה. איזון מנוגד למיקום האובייקט D או אובייקט E (אובייקט הרומן בתבנית הרצפה הצרה) ניתן לבצע גם כדי להקטין את הפוטנציאל להעדפה מולדת לכיוון מסוים. לדוגמה, החלף את האובייקט המועדף מהפעלת ההיכרות השנייה עבור מחצית מבעלי החיים הניסיוניים, ועבור שאר החיות, החלף את האובייקט המועדף פחות מההפעלה השניה של ההיכרות.
    5. אפשר 10 דקות של חיפוש והקלטה חינם באמצעות מערכת מעקב אחר וידאו. למדוד את הזמן שהושקע לחקור כל אובייקט באמצעות שתי עצירות שעונים ולחשב את יחס האפליה.
      הערה: מדוד את הזמן כאשר העכבר נוגע באובייקטים עם שפם, חוטם, או כפות הקדמיות שלו. אל לכמת כזמן גישוש כל התנהגויות שבו החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, עובר על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו מצביע על האובייקט.
    6. תפוס את הזנב של העכבר ניסיוני ומניחים אותו על המכסה כלוב להעביר את כלוב הבית שלה.

4. מכתים קרסיל סגול

  1. לאחר השלמת כל בדיקות ההתנהגות, לסמם את החיה על ידי הזרקת קוקטייל (4:0.5) של קטמין (50 mg/mL) ו xylazine (23.3 mg/mL) הומס מלוחים במינון של 110 mL/ק"ג משקל גוף (IP; 1 מזרק mL; 26 גרם מחט). בדקו את עומק ההרדמה. על ידי חוסר תגובה לצביטה בבוהן
  2. לאחר החיה הוא מורדם עמוקות, לבצע הטרנדיאל זלוף עם 4% פאראמפורמלדהיד לתקן את המוח15.
  3. לאחר שהוא סיים את הפרזיה, הוא ערוף את ראשו של בעל החיים עם זוג מספריים15. ואז, להסיר את הגולגולת באמצעות זוג מספריים קשתית כדי לחשוף את המוח. לאחר המוח מבודד, לתקן את זה ב 4% פאראפורמלדהיד לילה, ואחריו הקפאה ב 30% סוכרוז ב 0.01 מ פוספט באגירה מלוחים.
  4. הפוך סעיפים ילתית (30 μm) מהמוח הקפוא באמצעות קריוסטט.
  5. הר רקמות המוח על שקופיות ולבצע סדרה של שלבי המים מ 100% אתנול כדי ברז מים על ידי שטיפת עבור 3 דקות ברציפות ב 100%, 95%, 90%, 80%, 70% אתנול.
  6. דגירה שקופיות רקמות ב 0.1% cresyl הפתרון הסגול עבור 15 דקות.
  7. הסרת כתם מוגזם על ידי האישר את שקופיות רקמות ב 95% אתנול/0.1% חומצה אצטית קרחוני, ולאחר מכן לבטל את הרקמות עם פתרונות של 100% אתנול, 50% אתנול/50% קסילן, ו 100% קסילן.
  8. כיסוי שקופיות רקמות באמצעות מדיום הרכבה זמין מסחרית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

לוח זמנים ניסיוני כללי והגדרה להערכת תפקוד קוגניטיבי מוצגים באיור 1. שישה שבועות לאחר המבוא של התקפים המושרה של הפילקרואורן, העכברים היו חשופים ל-NL, NO, ו-PS בדיקות בסדר זה הופרדו על ידי שלושה תקופות מנוחה ביום בין בדיקות (איור 1A). עבור בדיקת NL, שני אובייקטים זהים הוצבו בשדה הפתוח במהלך הפעלת ההיכרות (F1), וביום שלמחרת, אובייקט אחד הועבר למיקום חדש. בבדיקה NO, אובייקט אחד הוחלף באחד חדש במהלך הפעלת הבדיקה. עבור מבחן ה-PS, שתי הפעלות ההיכרות (F1, F2) הציגו שילובים של דפוסי רשת רצפה שונים ואובייקטים. לאחר מכן, ביום המבחן, אובייקט אחד מכל מושב להיכרות הוצב על תבנית הרשת הצר, מה שהופך את הרומן של אובייקט אחד בהקשר של תבנית רצפת הרשת הצר (איור 1B). תיבת השדה הפתוחה יכולה להיות מונחת על שולחן העבודה ישירות תחת מצלמת התקן מצמידים מטען מוקף וילון שחור כדי למנוע רמזים חזותיים מיותרים (איור 2A). האובייקטים לדוגמה היו קלים לניקוי חומרים בגודל דומה או קצת יותר גדול מעכבר (איור 2B). שילובי האובייקטים יש להציג מראש כדי לוודא שאין העדפה משמעותית בין שני האובייקטים שהוצגו יחד (איור 2C). צלחות הרצפה עם דפוסים שונים הוצבו בתיבת השדה הפתוחה כדי לספק רמזים ניסיוניים נוספים במבחן PS (איור 2B). לאחר שהעכבר הוכנס לתיבת השדה הפתוחה, מערכת מעקב אחר וידאו איתרה את מסלול המעקב שלה כדי לנתח את המרחק תנועה הכולל (איור 2D). שישה שבועות לאחר הזרקת פיקרואורן, העכברים אפילפסיה הראו ירידה משמעותית ביחס האפליה במבחן NL, הוכחת ליקוי זיכרון מרחבי (איור 3). יתר על כן, במבחן לא, שהוא מבחן לזיכרון זיהוי אובייקטים, העכברים אפילפטי הראו תפקוד זיכרון לקוי בהשוואה לפקדים המזויף. כאשר התפקוד העצבי היילוד הנולד הוערך עם מבחן PS, העכברים אפילפסיה התקשה לזהות את האובייקט הרומן בהקשר עם מספר רמזים. כמו ניסויים בשליטה, פעילות locomotor והשהיה כדי להגיע לקריטריוני החקירה במהלך מפגש ההיכרות העריכו (איור 3). המדידה של פעילות locomotor הראה עלייה משמעותית בבעלי חיים אפילפטי (איור 3c), בשורה עם דוחות הקודם16,17, ואילו המוטיבציה לחקור את האובייקטים היה דומה בין בעלי חיים אפילפטי (איור 3c). שיעורי הנושרת שלנו נכשלים בקריטריוני החקירה במושב ההיכרות היו 17.4%, 18.2%, 0% עבור NL, NO, ו-PS מבחן, בהתאמה, מציע כי בעלי חיים התרגלו לסביבות ניסיוני במהלך סדרת מבחנים התנהגותיים. בסופו של דבר, הערכנו מוות תאים היפוקמאל לאחר pilocarpine מצב המושרה באמצעות מכתים cresyl סגול כדי לאשר התקף הנגרמת נזק עצבי (איור 4). בעלי החיים שטופלו pilocarpine הפגינו תאים פיקנטיים ב פילוס ואת כתת CA3 של ההיפוקמפוס, בניגוד הפקדים המזויף (איור 4).

Figure 1
איור 1: הצגת סכמטית של סוללת הבדיקה ההתנהגותית. (א) רישום סכמטי של לוח הזמנים ההתנהגותית עבור מיקום האובייקט הרומן (NL), זיהוי אובייקט הרומן (NO) ובדיקות הפרדת תבניות (PS) לעכברים המזוייפים והאפילפטי. (ב) תמונות מייצגות של הסדרים של האובייקט ושל לוח הרצפה עבור בדיקות NL, NO ו-PS. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: מנגנון התנהגותי להערכת תפקוד קוגניטיבי. (א) סקירה כללית של ההגדרה ההתנהגותית. מצלמה הונחה ישירות מעל תיבת השדה הפתוחה, אשר היה מוקף הווילון כדי למנוע רמזים מיותרים. (ב) לדוגמה אובייקטים עבור מיקום אובייקט הרומן (NL), בדיקת זיהוי אובייקט הרומן (לא) והפרדת התבנית (PS). לבדיקת ה-PS, צלחת רצפה עם דפוסים שונים, כלומר, רשתות רחבות וצרות, הוכנס לתיבת השדה הפתוחה כדי לספק רמזים נוספים. (ג) גרפים המציגים את הזמן החוקר כל אובייקט שהוצג יחד במהלך הפעלת הבדיקה NO ו-PS (n = 7), בהתאמה. שים לב כי לא היה הבדל משמעותי בהעדפה בין שני האובייקטים המשוער על ידי מבחן מאן-ויטני U (ללא בדיקה) ו-t מזווג התלמיד (עבור בדיקת PS). (ד) תמונה המציגה שמערכת מעקב אחר וידאו זיהתה את העכבר הנסיוני בתיבת השדה הפתוחה. הריבוע האדום מציין את האזור הקבוע מראש למעקב אחר מסלול העכבר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: לקויי זיכרון מרחבי והפרדת דפוסים בעכברי אפילפסיה. (א) מצגת סכמטית של מיקום אובייקט הרומן (NL), מבחני זיהוי אובייקט (NO) והפרדת תבניות (PS). אובייקט הרומן מצוין כעיגול אדום. (ב) גרפים המציגים את יחס האפליה במבחנים NL, NO ו-PS בין התחזות (n = 8) לבין העכברים האפילפטי (n = 10). שים לב כי העכברים האפילפטי הפגינו ליקויים משמעותיים בבדיקות NL, NO ו-PS, אשר בודקים את פונקציית הזיכרון עבור מקומות, אובייקטים והקשרים, בהתאמה. * p < 0.05 על ידי מבחן מאן-ויטני U עבור מבחן NL. * p < 0.05 על ידי מבחן t מזווג הסטודנט עבור בדיקות לא. * p < 0.05 על ידי התלמיד לא מזווג t-מבחן עם תיקון של וולש עבור מבחן PS. (ג) גרף המציג את הפעילות הlocomotor של הדמה (n = 8) ועכברי אפילפסיה (n = 10). שים לב כי העכברים אפילפסיה הפגינו תנועה גדל, בשורה עם דוחות קודמים. * p < 0.05 על ידי מבחן t מזווג של הסטודנט. (ד) גרפים הצגת השהיה לקריטריונים של 30 s בהפעלת ההיכרות של בדיקות NL, NO ו-PS. שים לב כי לא היו הבדלים במוטיבציה לחקור את האובייקטים בין המזויף (n = 8) ועכברים אפילפטי (n = 10). הנתונים מוצגים כממוצע שגיאה סטנדרטית של ממוצע (SEM). SE = מצב אפילפטיקוס. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: מוות עצבי בהיפוקמפוס לאחר pilocarpine סטטוס המושרה (SE). תמונות מייצגות מקבוצות (א) השאם ו (ב) אפילפטי 58 ימים לאחר הזרקת הפילקרואורן. תמונות מוגדלות להראות את פילוס (a, d), CA1 כתת (b, e), ו CA3 כתת (ג, f) של ההיפוקמפוס, אשר מצוינים כריבועים לבנים בתמונות עם הגדלה נמוכה. הערה התאים pyknotic בשדה המשנה פילוס ו CA3 של ההיפוקמפוס. סרגל קנה מידה בתמונה השמאלית הרחוקה = 200 μm, תקף גם עבור התמונה התחתונה; סרגל בקנה מידהin, b, c = 40 μm, תקף גם עבור d, e, f, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

עבודה זו מתארת הליכים ניסיוניים להערכת תפקוד קוגניטיבי בעכברים עם אפילפסיה כרונית. תבניות התנהגות שונות רבות משמשות להערכת פונקציות הלמידה והזיכרון בעכברים18. מבוך המים של מוריס, הזרוע הרדיאלי מבוך, Y-מבוך, מיזוג הפחד ההקשריים, ובדיקות מבוססות האובייקט הם המבחנים התנהגותיים הנפוצים ביותר ולספק תוצאות אמינות. ביניהם, המבחנים NL, לא, ו-PS הם יעילים, פשוט שיטות להערכת למידה וזיכרון בעכברים אפילפטי8,10. מכיוון שעכברים אפילפטי יכולים להיות בלתי צפויים ויהיו ספונטנית במהלך הפעלות התנהגות, עדיף להשתמש בדיקות התנהגותיות מבוסס על הנטייה הטבעית של בעלי החיים לחקור את החדשנות מבלי להוסיף תגבורות חיוביות או שליליות אחרות, כגון אלה המשמשים aversive משימות מוטיבציה כגון מיזוג פחד, רעבקל, או,20כפויה ל יתר על כן, בהשוואה לבדיקות התנהגותיות אחרות, הבדיקות המבוססות על החדשנות מלחיצות פחות לבעלי החיים, משום שאין צורך בתרגולים נרחבים. יתרה מכך, ניתן לשנות בקלות את בדיקות ההתנהגות המבוססות על החדשנות כדי להעריך סוגים שונים של זיכרון (כלומר, זיכרון מרחבי, זיכרון הכרה או זיכרון אפיזודי) על-ידי שינוי מיקום האובייקט, הצגת אובייקט הרומן, או שילוב גירויים נוספים. יחד, בדיקות מבוססות חדשנות, כגון הבדיקות NL, NO, ו-PS יש יתרונות מגוונים להערכת פונקציות קוגניטיביות בעכברים אפילפסיה.

למרות שבדיקות ה-NL, NO ו-PS הן מודלים ניסיוניים מהירים ושימושיים לחקירת תפקוד למידה וזיכרון בעכברים מסוג אפילפטי, יש לשקול מספר גורמים בעת השימוש בהם. זה ידוע כי עכברים כרוניים אפילפטי להראות חרדה מוגברת מזריקות פילוקרפין7, המוביל ירידה מסומנת בחקר האובייקט במהלך הפעלות ההיכרות. חוסר מחקר זה עלול לגרום לטעות בתוצאות הבדיקה. לכן, חשוב לכלול מספיק הרגלה לשדה הפתוח עבור העכברים כדי להתרגל לסביבה לפני הפעלת ההיכרות. בהתאם זנים, העכברים עשויים עדיין להיכשל לחקור את האובייקטים עבור 30 s בתוך 20 דקות של הפגישה הזרה, גם לאחר 3 הפעלות של הרגלה. במקרה זה, הוספת הפעלה הרגלה נוספת עם זוגות נוספים של האובייקטים בתיבת השדה הפתוחה עשויה לסייע להפחית את חרדת העכבר לעבר האובייקטים. וילונות המקיפים את תיבת השדה הפתוחה יכולים למזער רמזים בחדר החיצוני, מה שמאפשר לעכברים הניסיוניים להתמקד באובייקטים בשדה הפתוח. בנוסף, קריטריוני החקירה צריכים להיות נוקשים מספיק כדי לשלול התנהגויות בהן החוטם של בעל החיים אינו מצביע לעבר האובייקט, כגון ישיבה על האובייקט, חולף על ידי האובייקט, או נח עם האחוריים שלו הצבעה על האובייקט. לבסוף, למרות שזה עשוי להיות נדיר מאוד, אירועים תפיסה יכולים להתרחש במהלך משימות התנהגותיות. במקרה זה, מומלץ כי בעלי חיים אלה יוסרו מן הערכות נוספות, כי זה יכול להיות מקור אפשרי של הטיה הסכמה להערכת פונקציית הזיכרון.

כמו המבחנים NL, לא, ו-PS הם ניסויים רגישים מאוד המתבססים על הסקרנות הטבעית של בעלי החיים לגירויים חדשניים, שינויים עדינים עשויים להשפיע על התנהגות הגישוש של עכברים, וכתוצאה מכך יחס אפליה לא חד-משמעית21,22. לדוגמה, טיפול קשה בעכבר, שינוי מצעים בדיוק לפני המשימות ההתנהגותית, תזמון לא עקבי של הבדיקה, והסתגלות מספקת לחדר הבדיקות יכולה להעלות את רמות הסטרס של בעלי החיים ולגרום לתוצאות הבדיקה הקוליות. יתרה מזאת, סביבות בדיקה ששונו, כגון מצגות לא עקביות של אובייקטים אסימטריים בכל מפגש, הצבת כלובים ביתיים ליד הזירה הניסיונית, או החלפת חתימת הריח של הניסוי יש לשקול בזהירות כדי להימנע מגורמים נוספים. בשלב של ניתוח נתונים, הערכות על ידי ניסויים מרובים עשויים לתרום שונות מוגברת בתוצאות התנהגותיות בשל קריטריונים שונים של התנהגויות גישוש מכרסמים או שימושים סטופר. באופן קולקטיבי, יש לזכור היבטים אלה גם למימוש מוצלח של בדיקות NL, NO ו-PS.

ההיפוקמפוס ובאזור פאראהיפוקאמאל ידועים לשחק תפקידים ייחודיים בעיבוד זיכרון23,24. זה מקובל באופן נרחב כי הזיכרון המרחבי תלוי במידה רבה בפונקציה של ההיפוקמפוס, אשר ניתן בקלות מוערך על ידי המבחן NL23,24. מצד שני, זיכרון זיהוי האובייקט נראה כרוך אזורי המוח מרובים, כולל קליפת perirhinal, קליפת מתנגד, ו הקליפה הפרונטלית הקדם, בנוסף ההיפוקמפוס25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38. Pilocarpine מטופל עכברים הפגינו בעקביות ליקויים התנהגותיים בדיקות זיכרון מרחבי עם היפוקמאל נרחב נזק עצבי39,40,41,42, בעוד בדיקות הזיכרון זיהוי אובייקטים הפיקו תוצאות שנוי במחלוקת, עם ניוון עצבי משתנה באזורים המוח פאראהיפוקאמאל10,41,42,43,44. נתונים אלה מרומזים כי זיהוי אובייקטים עשוי לדרוש חיבורי רשת מתוחכמים בין אזורי מוח מרובים, בניגוד לזיכרון המרחבי שבו ההיפוקמפוס יכול לשחק תפקיד מרכזי. כאשר שדות משנה ספציפיים היפוקמאל מוערך היטב, אזורי פיתול כישור CA1 ו-CA3/דנטט נמצאים כדי לעבד מידע שונה. במיוחד, CA1 נוירונים נחשבים להיות מופעלים על ידי חשיפה לפריטים דומים, בעוד CA3 ואת פיתול כישור מעורבים האובייקטים דומים להפלות23,45. בהתאם השערה זו, הראיות המתעוררים עולה כי הנוירונים היילוד הילוד יכול לתרום דפוס הפרדה ביצועים45,46,47. בהינתן כי היפוקמאל נוירוגנזה משובשת יכול להיגרם במהלך epileptogenesis10, עכברים אפילפטי יכולים להפגין לקויי ביצועים בחוויות מדומה להפלות בשל שילוב שיבש של נוירונים היילוד באפילפסיה כרונית.

לסיכום, אנו מתארים כיצד להעריך ליקויי זיכרון בעכברים אפילפסיה. באופן ספציפי, אנו מספקים פרוטוקולים ניסיוניים עבור שלוש בדיקות התנהגותיות, בדיקות NL, NO ו-PS, אשר בודקים זיכרון עבור מקומות, אובייקטים והקשרים, בהתאמה. בין תפיסות הבדיקה הקוגניטיבית רבים זמין עבור עכברים, NL, NO, ו-PS בדיקות הם די פשוט, בחני קצר אומר כי הלחץ המינימלי את בעלי החיים, מה שהופך אותם אופטימלי להערכת תפקוד הזיכרון בעלי חיים אפילפטי מבלי לעורר התקפים חוזרים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

אנחנו מודים לד ר ג'אי-מין לי. על התמיכה הטכנית שלו עבודה זו נתמכת על ידי הקרן הלאומית למחקר של קוריאה (NRF) מענקים ממומן על ידי ממשלת קוריאה (NRF-2019R1A2C1003958, NRF-2019R1A2C1003958 A08000167).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 ml syringe Sung-shim Use with the 26 or 30 gauge needle
70% Ethanol Duksan UN1170 Spray to clean the box and objects
black curtain For avoiding unnecessary visual cues
Cresyl violet Sigma C5042 For Cresyl violet staining
cryotome Leica E21040041 For tissue sectioning
double-sided sticky tape For the firm placement of the objects
DPX mounting medium Sigma 06522
ethanol series Duksan UN1170 Make 100%, 95%, 90%, 80%, 70% ethanol solutions
floor plate with narrow grid patterns Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, plate size: 42.5 x 42.5 x 0.5 cm, grid size: 2.75 x 2.75 cm
floor plate with wide grid patterns Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, plate size: 42.5 x 42.5 x 0.5 cm, grid size: 5.5 x 5.5 cm
illuminometer TES Electrical Electronic Corp. 1334A For the measurement of the room lighting (60 Lux)
Intensive care unit Thermocare #W-1
ketamine hydrochloride Yuhan 7003 Use to anesthetize the mouse for transcardial perfusion
LED lamp Lungo P13A-0422-WW-04 Lighting for the behavioral test room
objects Rubber doll, 50 ml plastic tube, glass Coplin jar, plastic T-flask, glass bottle
open field box Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, size: 44 x 44 x 31 cm
paper towel Yuhan-Kimberly 47201 Use to dry open field box and objects
paraformaldehyde Merck Millipore 104005 Make 4% solution
pilocarpine hydrochloride Sigma P6503
ruler Use to locate the objects in the open field box
scopolamine methyl nitrate Sigma S2250 Make 10X stock
Smart system 3.0 Panlab Video tracking system
stopwatch Junso JS-307 For the measurement of explorative activities of mice
sucrose Sigma S9378 For cryoprotection of tissue sections
terbutaline hemisulfate salt Sigma T2528 Make 10X stock
video camera (CCD camera) Vision VCE56HQ-12 Place the camera directly overhead of the open field box
xylazine (Rompun) Bayer korea KR10381 Use to anesthetize the mouse for transcardial perfusion
xylene Duksan UN1307 For Cresyl violet staining

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chang, B. S., Lowenstein, D. H. Mechanisms of disease - Epilepsy. New England Journal of Medicine. 349, (13), 1257-1266 (2003).
  2. Scharfman, H. E. The neurobiology of epilepsy. Current Neurology and Neuroscience Report. 7, (4), 348-354 (2007).
  3. Rakhade, S. N., Jensen, F. E. Epileptogenesis in the immature brain: emerging mechanisms. Nature Reviews in Neurology. 5, (7), 380-391 (2009).
  4. Breuer, L. E., et al. Cognitive deterioration in adult epilepsy: Does accelerated cognitive ageing exist. Neuroscience and Biobehavior Reviews. 64, 1-11 (2016).
  5. Leeman-Markowski, B. A., Schachter, S. C. Treatment of Cognitive Deficits in Epilepsy. Neurology Clinics. 34, (1), 183-204 (2016).
  6. Helmstaedter, C., Elger, C. E. Chronic temporal lobe epilepsy: a neurodevelopmental or progressively dementing disease. Brain. 132, Pt 10 2822-2830 (2009).
  7. Groticke, I., Hoffmann, K., Loscher, W. Behavioral alterations in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy in mice. Experimental Neurology. 207, (2), 329-349 (2007).
  8. Long, Q., et al. Intranasal MSC-derived A1-exosomes ease inflammation, and prevent abnormal neurogenesis and memory dysfunction after status epilepticus. Proceedings of the National Academy of Science U. S. A. 114, (17), 3536-3545 (2017).
  9. Lima, I. V. A., et al. Postictal alterations induced by intrahippocampal injection of pilocarpine in C57BL/6 mice. Epilepsy & Behavior. 64, Pt A 83-89 (2016).
  10. Cho, K. O., et al. Aberrant hippocampal neurogenesis contributes to epilepsy and associated cognitive decline. Nature Communication. 6, 6606 (2015).
  11. Zhou, Q., et al. Adenosine A1 Receptors Play an Important Protective Role Against Cognitive Impairment and Long-Term Potentiation Inhibition in a Pentylenetetrazol Mouse Model of Epilepsy. Molecular Neurobiology. 55, (4), 3316-3327 (2018).
  12. Jiang, Y., et al. Ketogenic diet attenuates spatial and item memory impairment in pentylenetetrazol-kindled rats. Brain Research. 1646, 451-458 (2016).
  13. Zhuo, J. M., et al. Young adult born neurons enhance hippocampal dependent performance via influences on bilateral networks. Elife. 5, 22429 (2016).
  14. Kim, J. E., Cho, K. O. The Pilocarpine Model of Temporal Lobe Epilepsy and EEG Monitoring Using Radiotelemetry System in Mice. Journal of Visualized Experiments. (132), e56831 (2018).
  15. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
  16. Muller, C. J., Groticke, I., Bankstahl, M., Loscher, W. Behavioral and cognitive alterations, spontaneous seizures, and neuropathology developing after a pilocarpine-induced status epilepticus in C57BL/6 mice. Experimental Neurology. 219, (1), 284-297 (2009).
  17. Brandt, C., Gastens, A. M., Sun, M., Hausknecht, M., Loscher, W. Treatment with valproate after status epilepticus: effect on neuronal damage, epileptogenesis, and behavioral alterations in rats. Neuropharmacology. 51, (4), 789-804 (2006).
  18. Wolf, A., Bauer, B., Abner, E. L., Ashkenazy-Frolinger, T., Hartz, A. M. A Comprehensive Behavioral Test Battery to Assess Learning and Memory in 129S6/Tg2576 Mice. PLoS One. 11, (1), 0147733 (2016).
  19. Lueptow, L. M. Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice. Journal of Visualized Experiments. (126), e55718 (2017).
  20. Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure, and its modifications. Cognitive Processing. 13, (2), 93-110 (2012).
  21. van Goethem, N. P., van Hagen, B. T. J., Prickaerts, J. Assessing spatial pattern separation in rodents using the object pattern separation task. Nature Protocols. 13, (8), 1763-1792 (2018).
  22. Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nature Protocols. 8, (12), 2531-2537 (2013).
  23. Moscovitch, M., Cabeza, R., Winocur, G., Nadel, L. Episodic Memory and Beyond: The Hippocampus and Neocortex in Transformation. Annual Reviews in Psychology. 67, 105-134 (2016).
  24. Eichenbaum, H. A cortical-hippocampal system for declarative memory. Nature Reviews Neuroscience. 1, (1), 41-50 (2000).
  25. Brown, M. W., Aggleton, J. P. Recognition memory: What are the roles of the perirhinal cortex and hippocampus. Nature Reviews Neuroscience. 2, (1), 51-61 (2001).
  26. Winters, B. D., Forwood, S. E., Cowell, R. A., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Double dissociation between the effects of peri-postrhinal cortex and hippocampal lesions on tests of object recognition and spatial memory: Heterogeneity of function within the temporal lobe. Journal of Neuroscience. 24, (26), 5901-5908 (2004).
  27. Winters, B. D., Bussey, T. J. Transient inactivation of perirhinal cortex disrupts encoding, retrieval, and consolidation of object recognition memory. Journal of Neuroscience. 25, (1), 52-61 (2005).
  28. Bermudez-Rattoni, F., Okuda, S., Roozendaal, B., McGaugh, J. L. Insular cortex is involved in consolidation of object recognition memory. Learning & Memory. 12, (5), 447-449 (2005).
  29. Akirav, I., Maroun, M. Ventromedial prefrontal cortex is obligatory for consolidation and reconsolidation of object recognition memory. Cerebral Cortex. 16, (12), 1759-1765 (2006).
  30. Cohen, S. J., Stackman, R. W. Assessing rodent hippocampal involvement in the novel object recognition task. A review. Behavior Brain Research. 285, 105-117 (2015).
  31. Cohen, S. J., et al. The Rodent Hippocampus Is Essential for Nonspatial Object Memory. Current Biology. 23, (17), 1685-1690 (2013).
  32. Broadbent, N. J., Gaskin, S., Squire, L. R., Clark, R. E. Object recognition memory and the rodent hippocampus. Learning and Memory. 17, (1), 5-11 (2010).
  33. Tuscher, J. J., Taxier, L. R., Fortress, A. M., Frick, K. M. Chemogenetic inactivation of the dorsal hippocampus and medial prefrontal cortex, individually and concurrently, impairs object recognition and spatial memory consolidation in female mice. Neurobiology of Learning and Memory. 156, 103-116 (2018).
  34. de Lima, M. N., Luft, T., Roesler, R., Schroder, N. Temporary inactivation reveals an essential role of the dorsal hippocampus in consolidation of object recognition memory. Neuroscience Letters. 405, (1-2), 142-146 (2006).
  35. Hammond, R. S., Tull, L. E., Stackman, R. W. On the delay-dependent involvement of the hippocampus in object recognition memory. Neurobiology of Learning and Memory. 82, (1), 26-34 (2004).
  36. Clark, R. E., Zola, S. M., Squire, L. R. Impaired recognition memory in rats after damage to the hippocampus. Journal of Neuroscience. 20, (23), 8853-8860 (2000).
  37. Stackman, R. W., Cohen, S. J., Lora, J. C., Rios, L. M. Temporary inactivation reveals that the CA1 region of the mouse dorsal hippocampus plays an equivalent role in the retrieval of long-term object memory and spatial memory. Neurobiology of Learning and Memory. 133, 118-128 (2016).
  38. Mumby, D. G., Gaskin, S., Glenn, M. J., Schramek, T. E., Lehmann, H. Hippocampal damage and exploratory preferences in rats: memory for objects, places, and contexts. Learning & Memory. 9, (2), 49-57 (2002).
  39. Jeong, K. H., Lee, K. E., Kim, S. Y., Cho, K. O. Upregulation of Kruppel-Like Factor 6 in the Mouse Hippocampus after Pilocarpine-Induced Status Epilepticus. Neuroscience. 186, 170-178 (2011).
  40. Kim, J. E., Cho, K. O. The Pilocarpine Model of Temporal Lobe Epilepsy and EEG Monitoring Using Radiotelemetry System in Mice. Journal of Visualized Experiments. (132), e56831 (2018).
  41. Jiang, Y., et al. Abnormal hippocampal functional network and related memory impairment in pilocarpine-treated rats. Epilepsia. 59, (9), 1785-1795 (2018).
  42. Wang, L., Liu, Y. H., Huang, Y. G., Chen, L. W. Time-course of neuronal death in the mouse pilocarpine model of chronic epilepsy using Fluoro-Jade C staining. Brain Research. 1241, 157-167 (2008).
  43. Detour, J., Schroeder, H., Desor, D., Nehlig, A. A 5-month period of epilepsy impairs spatial memory, decreases anxiety, but spares object recognition in the lithium-pilocarpine model in adult rats. Epilepsia. 46, (4), 499-508 (2005).
  44. Benini, R., Longo, D., Biagini, G., Avoli, M. Perirhinal Cortex Hyperexcitability in Pilocarpine-Treated Epileptic Rats. Hippocampus. 21, (7), 702-713 (2011).
  45. Yassa, M. A., Stark, C. E. Pattern separation in the hippocampus. Trends in Neurosciences. 34, (10), 515-525 (2011).
  46. Goncalves, J. T., Schafer, S. T., Gage, F. H. Adult Neurogenesis in the Hippocampus: From Stem Cells to Behavior. Cell. 167, (4), 897-914 (2016).
  47. Sahay, A., et al. Increasing adult hippocampal neurogenesis is sufficient to improve pattern separation. Nature. 472, (7344), 466-539 (2011).
הערכה של תפקוד הזיכרון בפילסוקרפיין-עכברים מבוססי אפילפסיה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Park, K. M., Kim, J. E., Choi, I. Y., Cho, K. O. Assessment of Memory Function in Pilocarpine-induced Epileptic Mice. J. Vis. Exp. (160), e60751, doi:10.3791/60751 (2020).More

Park, K. M., Kim, J. E., Choi, I. Y., Cho, K. O. Assessment of Memory Function in Pilocarpine-induced Epileptic Mice. J. Vis. Exp. (160), e60751, doi:10.3791/60751 (2020).

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