主として、本能的な防衛行動はハードワイ ヤードの脅威ソース1から動物の移動で魚や両生類、C スタートの動きなどの刺激応答と見なされます。ただし、防衛行動は現在の環境について学んだアカウント情報に柔軟にとる場合より適応することができます。このような柔軟性の 1 つの例は、環境2,3の避難所の存在の有無について事前の知識によっての脅威に直面したときの齧歯動物によって示されている凍結するエスケープからスイッチです。生得的行動の柔軟性の他の例フライト開始しきい値を適応を含めるまたは獲物とその避難所4の間の距離に応じて速度を脱出、距離脅威5,6と以前の経験11,12同様、7の有害な刺激の知覚の特性に応じて異なる防御的な戦略を選択するやも飢え8、など競合する動機に直面して防衛的な行動を抑制する9,10。環境の空間的特徴に関する知見に行動選択の依存関係は、目標選択、空間記憶とナビゲーションを研究するための強力なモデルのマウス、本能的な防衛行動です。ここでは、一般的に使用される行動作業の適応について述べる、バーンズ迷路 (BM) 空間メモリ分析13、マウス、防衛的な行動選択とナビゲーション方略に及ぼす空間環境を決定するとき避難所へ逃げた。

マウスにおける学習と空間記憶を研究するために使用する標準的なバーンズ迷路から成っている 20 の均等に間隔をあけられた穴は、19 が閉じていると 1 つマウスを求めるオープン フィールドを避けるために地下シェルターにつながる循環 ~ 90 cm 直径プラットフォームプラットフォームの環境。多くの場合、弱い刺激 (ブザー、明るい光、ファン) は環境を嫌悪する、従って避難所14への参入を促進するために継続的にアッセイ中に使用されます。最も一般的に使用される試金の15,16で動物はどこに案内される避難所に手動で実験者プラットフォームに位置することの直後に一つ慣れの試験を持っています。これは、毎日 3 分の迷路の中で自由に移動するマウスを使用後再び手動でに案内され避難所それが探鉱期間中にそれを到達しない場合 4 日間獲得期間が続いたが。アッセイの最後の段階は、1 プローブ試験 5 日目(ただし、長期 7 日間記憶の試験が行われることも) 動物が閉じたすべての穴で迷路を探検です。学習と長期的なメモリ プローブ試験で避難所閉鎖孔付近の時間、取得期間中に間違って穴の避難所とポークを検索にかかった時間によって量を示されます。典型的な結果は、エラーと、集録時に避難所に到達する待機時間の数およびプローブ試験15で閉じたターゲットの穴を含む腹部に費やした時間のチャンスの上割合の減少を示します。

BM の試金のいくつかの変種が前述の17,18,をされている19, 我々 はここで説明するパラダイム標準試金から 3 つの根本的な変更を持っています。最初に、動物が迷路を探索し、独自に避難所を見つけるに任され、テストは動物が探索行動に従事している期間中に、避難所を発見されている直後に、同じセッションで行われます。ただし、この設定では、避難場所の長期記憶はテストされません、捕食の脅威の下の新しい領土の探査を模倣する自然主義的なシナリオをするものです。さらに、それは動物が環境の突然の変化など、環境に急性の変化に適応する方法のテストことができます。第二に、我々 の分析の重要な側面は、実験者が決してまたは動物を戸惑わせることができますし、除外可能なナビゲーション戦略21としてパス統合20避難所からの動物を強制的にです。パスの統合はモーターの流出の統合から生じる感覚と前庭の手がかりなどの自己運動の手がかりを使用して動物の現在の位置を更新し、不可能の目標に向かって移動するナビゲーション戦略場合、動物実験者による受動的移動します。避難所は継続的な採餌行動と簡単に区別でき、評価と特定のナビゲーション方略の定量化への脱出を引き出すために本質的嫌悪 visual22と23の聴覚刺激を使用私たち第三に、差し迫った脅威から防衛中この試金は選択範囲の空間のメモリの役割と、守備の動作の実装を解剖するため役に立つでしょうしより一般的より広範な研究に目標指向ナビゲーションと短期の空間記憶を提案します。ここで説明されているプロトコルは、谷らによって導入されました。2017 年に、我々 は実験と結果の理論的根拠の深さの議論の詳細について読者を参照します。

このアッセイは、動物が最近学習した目標位置に向かってどのように移動するかなど、空間記憶分野における重要な疑問に答えるのに役立ちます。このパラダイムの主な利点は、適切に制御された感覚刺激によって引き起こされる病因的に重要な目標指向のナビゲーション行動を誘発し、マウスの事前の訓練を必要としないことです。まず、マウスがプラットフォームに到達するのを防ぐために、プラットフォームの端から少なくとも2センチメートル離して、視覚的な手がかりをプラットフォームの周囲に取り付けます。

シェルターをプラットフォームに取り付けます。次に、シェルターの入り口に発光ダイオード(LED)を配置して、局所的な視覚的なランドマークの手がかりを提供します。次に、マウスを外部の遠位視覚の手がかりから分離するために、アリーナの周りのプラットフォーム表面の40センチメートル上と15センチメートル下に伸びる八角形の壁を組み立て、プラットフォームの端から10センチメートル離れた場所に配置します。

超音波スピーカーをプラットフォームの中央から50センチメートル上に配置して、嫌悪的な聴覚刺激を配信し、サウンドカードとアンプをスピーカーに接続します。次に、アリーナの64センチ上に半透明のスクリーンを配置し、プロジェクターを使用して頭上の嫌悪視覚刺激をバックプロジェクションします。プラットフォームの表面の中央に5〜10個のラグがあるように、プロジェクターのライトを調整します。

取得したビデオのプロテクターのちらつきを防ぐために、プラットフォームの上に赤外線ライトとロスパスフィルター付きの赤外線カメラを配置します。次に、行動装置を防音・防光ボックスの中に入れて、外部からの手がかりが実験に影響を与えないようにします。最後に、市販のソフトウェアを使用して、マウスの位置をオンラインで追跡します。

まず、アリーナの上にあるスクリーンに視覚刺激を投影します。オンラインでマウスの位置を追跡し、視覚刺激を動物の中心に据えるために、以前に定義した視覚刺激の位置に対応するアリーナ内の関心領域を事前に定義します。次に、17キロヘルツから20キロヘルツまでの周波数変調された3つのアップスイープの列を合計9秒間にわたって構成する聴覚刺激をテストします。

まず、プラットフォームの表面を70%エタノールで細心の注意を払って洗浄し、不要な嗅覚の手がかりを取り除きます。シェルターを水と70%エタノールですすぎ、もう一度水で洗ってエタノール臭を練習します。濡れているとネズミがシェルターに入るのを避ける可能性があるため、プラットフォームとシェルターの両方を完全に乾かします。

実験の前にプラットフォームを回転させることにより、試行ごとにプラットフォーム内のシェルターの位置を変えます。次に、マウスをホームケージに入れて実験室に持ち込み、ケージを試験台の横に置き、10分間順応させます。マウスのホームケージからシェルターの内側に2グラムの寝具を追加して、地元の嗅覚の手がかりとして機能します。

マウスをホームケージから取り外し、尻尾で取り出さないようにします。カップに入れるか、持ち上げることができるエンリッチメントアイテムに登らせてください。次に、マウスをアリーナの中央にそっと置き、ビデオ撮影を開始します。

7分間の慣れ時間を考慮し、その間、嫌悪刺激は提示されません。マウスが少なくとも一度はシェルターを見つけて入るのに十分な時間があることを確認してください。それは、4本の手足すべてがシェルターの中にいるときです。次に、動物が所定の関心領域に到達したら、マウスの上方を中心とした視覚刺激の送達を自動または手動でトリガーします。

同じセッションで複数のエスケープ応答を引き出すには、マウスが自発的にシェルターを離れるのを許可します。アッセイが終了したら、動物をホームケージに戻します。最後に、次の動物をテストする前に、プラットフォームとシェルターを掃除してください。

聴覚刺激または視覚刺激に曝露されたマウスは、刺激の開始から飛行の開始までの待ち時間が短いで、高速脱出応答を開始した。刺激から逃れるための平均潜時は、視覚刺激よりも聴覚刺激の方が有意に長かった。さらに、シェルターへのナビゲーションは正確で、飛行軌道は刺激の種類を問わず直線に近かった。

シェルターのない迷路への7分間の順応期間の後、長い視覚刺激の提示は、脱出ではなく凍結行動を引き起こしました。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば90分で完了します。この手順を試行している間は、マウスがプラットフォームの端を調査している間ではなく、マウスの頭の上または上に視覚刺激を提示することを覚えておくことが重要です。

その開発後、この技術は、本能的行動の分野の研究者がマウスの本能的防御行動に対する学習知識の制御を探求するための道を開きました。このビデオを見れば、マウスの防御行動を引き出す方法と、逃避反応中の空間ナビゲーションを研究するためにマウスをどのように使用するかについて、十分に理解できるはずです。