Overview
O labirinto de água morris é um dos testes comportamentais mais usados para estudar aprendizado espacial e memória. Nas fases iniciais desta tarefa, os roedores devem nadar até uma plataforma para escapar de uma piscina de água. A plataforma é então escondida sob a superfície da água, de modo que o animal é obrigado a lembrar sua localização para escapar. Este design de labirinto simples, mas poderoso, pode ser usado para avaliar a função cognitiva, estudar modelos animais de doença neurodegenerativa e testar terapias medicamentosas potenciais.
Este vídeo fornece uma introdução ao labirinto de água morris e os princípios em torno de seu uso, incluindo uma discussão sobre os diferentes tipos de memória testada no labirinto, pontos importantes a considerar ao projetar e conduzir este experimento, e os procedimentos para a configuração e execução do teste. Várias aplicações do labirinto são examinadas, como investigar como o tratamento com radiação pode levar ao prejuízo de memória. Finalmente, outros tipos de labirintos de água, como o labirinto radial de 8 braços, são introduzidos para mostrar como esse paradigma pode ser adaptado para engajar diferentes tipos de memória.
Procedure
O labirinto de água morris é uma ferramenta valiosa para estudar o aprendizado e a memória em roedores. Estes bichos são bons nadadores, mas geralmente preferem estar em terra. O labirinto de água aproveita essa preferência para treinar animais a usar uma pequena plataforma como fuga de uma piscina de água. Após o treinamento, a plataforma fica escondida sob a superfície exigindo que o roedor se lembre de sua localização em relação a pistas visuais distantes.
Este vídeo resumirá os princípios do Morris Water Maze testando procedimentos de revisão para configurar e executar o teste e destacar algumas maneiras que este e outros testes de água são usados em estudos de laboratório.
Vamos mergulhar em alguns conceitos básicos por trás da experimentação usando o labirinto de água Morris! Como mencionado anteriormente, os roedores encontrarão seu caminho para uma plataforma oculta, fazendo referência a pistas visuais, como cartazes de alto contraste dispostos ao redor da sala. Isso depende de regiões específicas do cérebro, incluindo o hipocampo, cuja função é importante na formação da memória. Mudanças no tempo que o roedor leva para encontrar a plataforma em uma série de ensaios sucessivos podem ser usadas como medida de aprendizado espacial e memória.
Para ajudar a quantificar a memória, a piscina é conceitualmente dividida em quatro quadrantes para que a tendência do animal de explorar a região próxima à plataforma possa ser avaliada.
Os quadrantes conceituais também são úteis no teste da sonda, onde o animal é testado em uma piscina que não contém plataforma. Se realizado pelo menos 24 horas após a conclusão do treinamento, a tendência do animal de explorar o quadrante anteriormente correto é uma indicação de formação de memória de longo prazo ou "referência".
Da mesma forma, os ensaios de reversão envolvem uma mudança na localização da plataforma e medem a flexibilidade cognitiva do roedor para reconhecer que a plataforma se foi e procurar em outro lugar. Uma vez que todos esses dados são coletados em muitos ensaios e com muitos animais, a variabilidade entre ensaios e sujeitos terá um grande impacto em seus resultados.
Fatores que podem afetar o desempenho animal incluem temperatura, umidade ou hora do dia. Além disso, investigadores visíveis podem se tornar pistas visuais não intencionais durante os testes, de modo que a presença e a visibilidade dos investigadores na sala de testes são considerações importantes.
A variabilidade também existe entre os animais e pode ser uma fonte de erro. Como resultado, a idade dos roedores e o sexo devem ser cuidadosamente combinados entre grupos experimentais. Finalmente, as medições de animais com problemas de mobilidade, lesões ou visão ruim não refletirão com precisão o aprendizado e não são ideais para testes no labirinto de água.
Agora que você considerou fatores experimentais importantes, vamos pular para configurar o teste. Comece com uma piscina cheia de água fria, não fria. O tamanho da piscina pode variar dependendo se você estiver usando ratos ou ratos. Em seguida, coloque pistas visuais não motil ao redor da sala, com pelo menos uma sugestão por quadrante.
Os testes de aprendizagem começam colocando uma plataforma de fuga na piscina. Em seguida, coloque suavemente o sujeito na água, tomando cuidado para não submergir sua cabeça. Permita que o animal explore o labirinto e regise o tempo necessário para encontrar a plataforma. Se o roedor não localizar a plataforma dentro de aproximadamente 60 segundos, guie-a até lá e deixe-a ficar por 10 a 20 segundos antes de remover, secar e colocá-la em uma gaiola aquecida.
Para completar o treinamento, repita este procedimento várias vezes, com o animal iniciando cada ensaio sucessivo a partir de um ponto de entrada diferente.
Agora é hora de testar a capacidade do animal de encontrar uma plataforma escondida. Comece elevando o nível da água para cerca de uma polegada acima do topo da plataforma e adicionando leite em pó ou tinta não tóxica à água. Nestes ensaios, registo o tempo que o roedor passa em cada quadrante e o tempo necessário para encontrar a plataforma oculta.
Novamente, se o animal não tiver sucesso em 60 segundos, guie-o até a plataforma e permita que ele permaneça por um curto período antes da remoção. Repita este procedimento pelo menos mais duas vezes no mesmo dia, com o animal iniciando cada ensaio sucessivo a partir de uma posição diferente.
24 horas após a conclusão dos testes da plataforma oculta, realize um teste de sonda removendo a plataforma e permitindo que o animal explore o labirinto para outro teste de 60 segundos. Monitore e regisse o tempo em cada quadrante.
Você aprendeu o básico do labirinto de água morris, então vamos discutir como ele é usado em experimentos de neurobiologia comportamental.
Primeiro, testes comportamentais como o labirinto de água são extremamente úteis para estudar a biologia molecular do aprendizado e da memória. Por exemplo, os cientistas podem usar técnicas como cirurgia estereotaxa para manipular a expressão de genes específicos no cérebro e testar diretamente o impacto na aprendizagem. Além disso, testar modelos de roedores de doenças genéticas que afetam a memória, como o Alzheimer, pode ser usado para caracterizar moléculas que podem ser fatores de risco ou terapêuticas potenciais para a doença.
Testes comportamentais também são importantes para estudar os impactos da lesão cerebral no aprendizado e na memória no contexto de traumatismo craniano, privação de oxigênio ou lesões em regiões cerebrais específicas. Por exemplo, certas terapias médicas, como a radiação, podem danificar o cérebro e impactar negativamente a memória. Neste experimento, os animais irradiados têm um desempenho ruim no labirinto de água quando comparados aos controles. Ao testar simultaneamente diferentes tratamentos, os pesquisadores podem explorar intervenções que poderiam prevenir o comprometimento cognitivo em humanos submetidos à radioterapia.
Uma vez que a água é muito eficaz em encorajar roedores a explorar um labirinto, não é surpresa que muitas variantes de labirinto à base de água existam. Algumas variantes buscam reduzir o estresse animal durante os testes, como este labirinto de remando, que alivia a necessidade de nadar e fornece saídas nas bordas, onde os roedores naturalmente preferem estar. Outras variações de natação, como o labirinto de 8 braços, têm uma configuração mais complexa exigindo que os roedores integrem mais informações para chegar aos escapes. Este layout permite testes simultâneos de memória de referência e memória de trabalho de curto prazo.
Você acabou de assistir a introdução de JoVE ao labirinto de água morris. Labirintos de água são uma maneira de testar como os animais aprendem e se lembram e nos ajudam a entender a relação entre biologia e comportamento.
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Disclosures
Nenhum conflito de interesses declarado.
