Sıçanlarda Nesne Konumu Görevi Kullanan Konu İçi Deneysel Tasarım
6 Mayıs 2021
Bu protokol, aynı sıçan kohortunun kullanılmasıyla dört tekrar içeren bir nesne konumu görevi için ayrıntılı adımlar sağlar. Zayıf ve güçlü kodlama kısa ve uzun süreli anılar üretebilir. Protokolün tekrarlama ile esnekliği, zaman ve emek tasarrufu sağlayarak cerrahi operasyonları içeren çalışmalar için faydalı olabilir.
Nesne Konumu Görevi, kemirgenlerdeki spontan keşif davranışından yararlanarak mekansal hafızanın oluşumu veya tutulmasının çeşitli mekanizmalarını araştırmamızı sağlar. Bu protokol, istatistiksel gücü ve cerrahi prosedürleri içeren çalışmaların verimliliğini ve çıktısını artırmaya yardımcı olan bir Nesne Konumu Görevinin dört kata kadar tekrarlanmasına izin verir. En az 60 santimetre genişliğe ve 50 santimetre yüksekliğe sahip opak, gözeneksiz sert plastiktan yapılmış kare bir arena elde etmeye başlamak için.
Otomatik yazılım tarafından sıçan hareketlerinin başarılı bir şekilde kaydedilmesi için zemin renginin sıçanınkiyle tezat oluşturduğunu emin olun. Arenayı bir kutunun içine veya perdeyle çevrili bir platforma yerleştirin. Bağlam oluşturmak için, arenaya farklı renklerde veya desenlerde ikinci bir eklenebilir duvar katmanı ekleyin.
Sıçanların ulaşamayacağı kadar yüksek geometrik şekillere ve renklere sahip 3D uzamsal ipuçlarını asın. Gözeneksiz, çiğnenemeyen ve farklı geometrik şekiller ve dokularla temizlenmesi kolay farklı nesne çiftlerini arenanın zeminine takın. Kare şekilli olmayan bir kovayı yatak malzemesi ile doldurun.
Deneyde kullanılacak nesnelerden farklı olan farklı şekil ve boyutlardaki beş ila 10 nesneyi rastgele kovaya yerleştirin. Birinci seans için, tüm ev kafeslerini deney odasına getirin ve sıçanların odaya alışmasına izin verin ve en az 30 dakika yetinin. Aynı kafesten iki ila dört sıçanı yaklaşık 20 dakika boyunca kovaya koyun.
Her sıçan grubu arasındaki dışkı maddesini çıkararak kovayı temizleyin. Tüm sıçanları ev kafeslerine koyun ve barınma odasına geri koyun. İkinci seans için tüm kafesleri deney odasına getirin ve en az 30 dakika bekletin.
Her sıçanı ayrı ayrı 10 dakika boyunca kovaya koyun. Sıçanı ev kafesine geri yerleştirin ve her sıçandan sonra kovayı temizleyin. İşiniz bittiğinde, tüm kafesleri barınma odasına geri verin.
Dördüncü seans için, tüm kafesleri deney odasına getirin ve en az 30 dakika bekletin. Aynı kafesten iki ila dört sıçanı 20 dakika boyunca bağlam veya mekansal ipuçları olmadan boş arenaya yerleştirin. Tüm sıçanları ev kafesine geri yerleştirin ve her sıçan grubundan sonra arenayı% 70 etanol ile silin.
Nesneleri arenaya koymadan ilk bağlamı oluşturmak için boş arenayı değiştirin. Bağlam alışkanlığının birinci oturumu için tüm kafesleri deney odasına getirin ve en az 30 dakika bekletin. Kayıt cihazına başlayın, sonra ilk sıçanı arenanın ortasına yerleştirin ve sıçanın arenayı 10 dakika keşfetmesine izin verin.
Sonra kayıt cihazı durdurmak ve ev kafesine geri sıçan yerleştirmek için. Bittiğinde tüm kafesleri muhafaza odasına geri verin. Her sıçan için, bu işlemi iki ve üç ardışık gün boyunca seanslar için tekrarlayın, böylece sıçan başına toplamda üç bağlam alışkanlığı seansı vardır.
Tüm kafesleri deney odasına getirin ve en az 30 dakika bekletin. Önceden hazırlanan zamanlamayı kullanarak, yapışkan paspaslar veya çift taraflı bant kullanarak ilk özdeş nesne çiftini belirlenen konumlara yerleştirin. Kaydediciyi başlatın ve arenadaki ilk sıçanı, herhangi bir nesne tarafından işgal olmayan bir duvara veya köşeye bakan her nesneden eşit bir mesafeye yerleştirmek için.
Zayıf kodlama için sıçanın tek bir deneme için arenayı ve nesneleri 20 dakika keşfetmesine izin verin. Güçlü kodlama için sıçanın aynı sıçan için üç deneme ile beş dakika boyunca keşfetmesine izin verin. Kayıt cihazı durdurun.
Sıçanı ev kafesine geri yerleştirin, nesneleri çıkarın ve her kayıttan sonra arenayı etanol ile silin. Tüm kafesleri deney odasına getirin, sıçanların en az 30 dakika bırakılabilmesi için ilk testten önce yeterli zaman bırakın. Nesneleri belirlenen konumlara yerleştirin.
Kaydediciyi başlatın ve ilk sıçanı arenaya herhangi bir nesne tarafından işgal olmayan bir duvara veya köşeye bakacak şekilde yerleştirin. Sıçanın arenayı ve nesneleri beş dakika boyunca keşfetmesine izin verin. Fareyi ev kafesine geri yerleştirin.
Nesneleri çıkarın ve hem nesneleri hem de arenayı% 70 etanol ile iyice silin. Her sıçan için kaydı tekrarlayın ve kafesleri konut odasına geri döndürün. Her sıçan için, hem kodlama hem de test denemelerinde her nesne için keşif süresini puanla.
En iyi ayrımcılık performansı için tüm süre boyunca kodlama denemelerini ve iki dakika boyunca test denemelerini puanlayın. Her nesne için keşif yüzdesini veya her sıçan için ayrımcılık dizinini hesaplayın ve gruplar için ortalama değerleri hesaplayın. Şans seviyesinin üzerinde önemli bir tercihi tespit etmek için tek bir örnek T testi kullanın.
Güçlü kodlama protokolü, hem bir saat hem de 24 saatlik gecikmelerle testlerdeki% 50 şans seviyesinden önemli ölçüde daha yüksek bir ortalama yüzde keşfi ile nesnenin yeni konumda tercihine yol açtı. Zayıf kodlama protokolü, bir saatlik gecikmeli testlerde şans seviyesine kıyasla, ancak 24 saatlik bir gecikmeye kıyasla, yeni konumdaki nesnenin tercihinde önemli bir artış üretti. Bu protokolün önemli bir avantajı, aynı sıçan kohortları ile dört ayrı bağlam kullanılarak dört kez gerçekleştirilebilmesidir.
Bir saatlik bellek ve 24 saatlik bellek iki deneysel grupla karşı dengeleme kullanmanın olası bir yolunun sonuçları burada gösterilmiştir. İki grup, üç ve dört olmak üzere iki ek bağlamda tekrarlanan bir ve iki bağlam üzerinde dengelendi. Bu dört bağlamdan elde edilen sonuçlar, her bir bağlamda tercih ile şans düzeyi karşılaştırılarak her deney grubu için belleğin değerlendirildiği ayrı ayrı sunulur.
Dört bağlam arasında anlamlı bir fark saptı. Verilerin daha iyi bir gösterimi ve konu karşılaştırması için, iki dengelenmiş bağlamdan elde edilen sonuçlar birleştirildi ve denek karşılaştırması, yani eşleştirilmiş T testi kullanılarak karşılaştırıldı. Bu görev, hayvanın test sırasında ezilmemesi veya korkmaması için elleçlemenin ve alışkanlığın çok önemli olduğu merakına dayandığından.
Bu protokolde farmakolojik ve optogenetik müdahale gibi daha fazla manipülasyonların yanı sıra kısa ve uzun süreli anıları incelemek ve bu anıları geliştirmek veya bozmak için in vivo görüntüleme uygulanabilir.
Genel Bakış
Bu makale, kemirgenlerde mekansal belleği değerlendirmek için kullanılan bir davranışsal analiz olan Nesne Konumu Görevi için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır. Protokol, aynı sıçan kohortu içerisinde görevin dört defaya kadar tekrarlanmasına olanak tanıyarak, kısa ve uzun süreli belleği incelemek için hem zayıf hem de güçlü kodlama paradigmalarının uygulanmasını sağlar. Yöntem, istatistiksel gücü artırmak ve hayvan kullanımını azaltmak için karşı dengeleme ve denek içi karşılaştırmaları içermektedir; bu da onu özellikle cerrahi veya diğer müdahaleleri içeren çalışmalar için oldukça değerli kılmaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Davranışsal nörobilim
- Mekansal bellek araştırmaları
- Kemirgen davranışsal analizleri
Arka Plan
- Nesne yeri tanıma, kemirgenlerde uzamsal belleği incelemek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
- Nesne Konumu Görevi, bellek oluşumunu ve tutulumunu değerlendirmek için kemirgenlerin doğal keşif davranışından yararlanır.
- Bireysel davranışlardaki değişkenlik, veri yorumlamayı karmaşıklaştırabilir ve istatistiksel gücü azaltabilir.
- Tekrarlı testler ve karşı dengeleme, değişkenliği en aza indirmeye ve hayvan başına elde edilen veri verimini maksimize etmeye yardımcı olabilir.
Çalışmanın Amacı
- Sıçanlarda Nesne Yerleşim Görevi için kapsamlı ve tekrarlanabilir bir protokol sağlamak.
- Zayıf ve güçlü kodlama protokolleri kullanarak hem kısa hem de uzun süreli mekansal hafızanın değerlendirilmesine olanak tanımak.
- İstatistiksel analizi geliştirmek için dengeleme ve denek içi karşılaştırma yöntemlerini göstermek.
Kullanılan Yöntemler
- Zıt zemin rengine ve mekânsal ipuçlarına sahip, kare, opak bir arenanın hazırlanması.
- Sıçanların deneysel ortama ve bağlama alıştırılması.
- Zayıf (tek bir 20 dakikalık deneme) ve güçlü (üç adet 5 dakikalık deneme) kodlama protokollerinin uygulanması.
- Bir nesnenin yeri değiştirilerek hafızanın test edilmesi ve otomatik kayıt ve manuel puanlama kullanılarak keşif süresinin ölçülmesi.
- Bağlamların dengelenmesi ve denek içi analiz için sonuçların birleştirilmesi.
Ana Sonuçlar
- Güçlü kodlama, hem 1 saatlik hem de 24 saatlik gecikmelerden sonra nesnenin yeni konumuna yönelik belirgin bir tercihe yol açmıştır.
- Zayıf kodlama, 1 saatlik gecikmede belirgin bir tercih oluştururken 24 saatlik gecikmede oluşturmamıştır.
- Tekrarlı testler için kullanılan dört farklı bağlam arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır.
- Dengelemiş bağlamlardan elde edilen verilerin birleştirilmesi, güçlü denek içi karşılaştırmalara olanak tanımış ve değişkenliği azaltmıştır.
Sonuçlar
- Bu protokol, sıçanlarda uzaysal belleğin artırılmış istatistiksel güçle verimli ve tekrarlı bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır.
- Karşı dengeleme ve denek içi karşılaştırmalar, değişkenliği ve hayvan kullanımını azaltır.
- Yöntem; bellek mekanizmalarını incelemek amacıyla farmakolojik, optogenetik veya görüntüleme müdahaleleri için uyarlanabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama Uygunluğu
Sıçanlarda denek içi nesne konumu görevleri, mekansal hafıza değerlendirmesi için güçlü bir çerçeve sunarak nörodavranışsal araştırmalarda yüksek güvenilirlikli hedef doğrulama ve mekanistik risk azaltma imkanı sağlar. Protokol tasarımı, tekrarlanan ölçümleri ve karşı dengeleme yöntemini destekleyerek istatistiksel gücü doğrudan artırır ve hayvan kullanımını azaltır; bu durum, verimli preklinik portföy ilerlemesi için kritik öneme sahiptir. Bu yaklaşım, özellikle veri veriminin ve tekrarlanabilirliğin kritik olduğu, hafızayı modüle eden müdahaleleri veya cerrahi manipülasyonları içeren çalışmalar için oldukça değerlidir.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- MSS hedef doğrulama ile ilgili mekansal bellek mekanizmalarının titizlikle sorgulanmasını sağlar.
- Kontrollü ve tekrarlanabilir bir sistemde, bellek düzenleyici müdahalelerin fonksiyonel değerlendirmesini destekler.
- Birden fazla koşulda denek içi karşılaştırmalara izin vererek mekanizmaya dayalı risk azaltma sürecini kolaylaştırır.
- Keşif hattındaki bellekle ilgili hedeflerin ilerletilmesine yönelik öngörü güvenini artırır.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Farmakolojik veya genetik manipülasyonların değerlendirilmesi için valide edilmiş bir davranışsal analiz platformu sunar.
- Ayırt etme indeksi gibi kantitatif çıktılarla mekansal hafıza performansının ölçümünü standardize eder.
- Hastalıkla ilgili bir sistemde aday bileşiklerin veya müdahalelerin tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir şekilde taranmasını sağlar.
- Denek içi tasarım sayesinde hayvanlar arası değişkenliği azaltarak analizin güvenilirliğini artırır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- İnsan hafıza bozukluklarıyla ilgili bilişsel son noktaları modelleyerek translasyonel biyobelirteç stratejileriyle uyum sağlar.
- Hafızayı güçlendiren veya zayıflatan ajanların erken keşif aşamasından preklinik doğrulamasına kadar olan sürekliliği destekler.
- Güçlü ve tekrarlanabilir davranışsal verilere dayalı, riske göre ayarlanmış ilerleme kararlarına olanak tanır.
- Mekanistik içgörü için in vivo görüntüleme veya optogenetik çalışmalarla entegrasyonu kolaylaştırır.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu nesne konumlandırma protokolü, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürece uygun olup merkezi sinir sistemi (CNS) programları için hem hedef doğrulama hem de öncü bileşik tanımlama süreçlerini desteklemektedir.
- Keşif Biyolojisi: Uzamsal bellek araştırmalarında hipotez testi ve yolak netleştirme için bir platform sağlar.
- Tarama: Bileşik veya müdahale değerlendirmesine uygun, kantitatif ve tekrarlanabilir davranışsal okumalar sunar.
- Analitik: Ayırt etme indeksleri ve denek içi analizler kullanarak bellek performansının istatistiksel karşılaştırmasına olanak tanır.
- Translasyonel Araştırma: Hastalıkla ilgili davranışsal analizler aracılığıyla preklinik bulguları klinik bilişsel son noktalarla ilişkilendirir.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Farklı bellek modüle edici müdahalelere uyarlanabilen, yeniden kullanılabilir ve standartlaştırılmış bir protokol sunar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Bellek araştırmalarında öngörüsel güveni artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Davranışsal analizlerin standardizasyonunu, tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini geliştirir.
- Stratejik Değer: Bilgiye dayalı devam/durdur kararlarını ve sermaye açısından verimli portföy yönetimini destekler.
- Portföy Etkisi: CNS terapötik adaylarının riskle uyumlu önceliklendirilmesini ve ilerletilmesini sağlar.
Uygulama Hususları
- Kemirgen davranışsal nörobilimi ve istatistiksel analiz konularında uzmanlık gerektirir.
- Otomatik takip yazılımına ve mekânsal ipuçları içeren standartlaştırılmış arenalara erişim gereklidir.
- Puanlama ve veri yorumlama için ekipler arası titiz bir standartlaştırma gerektirir.
- Farklı bellek paradigmalarına uyarlanabilir; farmakolojik, genetik veya görüntüleme müdahaleleriyle uyumludur.
- Pratik sınırlamalar arasında, karışıklıkları en aza indirmek için kapsamlı alıştırma ve dikkatli karşı dengeleme ihtiyacı yer alır.
Biyofarma SSS
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:44
Experimental Setup and Preparation of Distinct Contexts
2:02
Object Habituation
2:58
Empty Box Habituation
3:29
Context Habituation
4:24
Encoding Trial
5:25
Test Trial
6:15
Data Analysis
6:54
Results: Memory Performance After Strong and Weak Encoding
8:44
Conclusion
