T-미로 강제 교대 및 근무와 마우스의 레퍼런스 메모리를 평가하기위한 왼쪽 오른쪽 차별 작업

Published 2/26/2012
5 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Neuroscience
 

Summary

이 문서에서는 생쥐의 학습과 기억 기능을 평가하기 위해 수정된 자동화 기기를 이용한 T-미로 검사의 프로토콜을 제공합니다.

Cite this Article

Copy Citation

Shoji, H., Hagihara, H., Takao, K., Hattori, S., Miyakawa, T. T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice. J. Vis. Exp. (60), e3300, doi:10.3791/3300 (2012).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

강제 교대와 T-미로를 사용하여 왼쪽, 오른쪽 차별 작업 널리 설치류에서, 각각 작업 및 참조 메모리를 평가하기 위해 사용되었습니다. 저희 연구실에서는, 우리는이 장치의 자동 버전을 사용 유전자 조작 생쥐의 30 개 이상의 변종에서 메모리의 두 종류를 평가했다. 여기서는 비디오 추적 시스템과 영화 형식의 프로토콜과 컴퓨터가 운영하는 수정된 T-미로 장치를 제시. T-미로 장치가 자동으로 아래로 열 수있는 문, 시작 상자와 함께 각, T-모양의 골목, 상자의 한쪽에서 자동 펠렛의 dispensers 두 상자, 두 개의 L 자 모양의 골목을 밀어서 해제 분할 활주로로 구성되어 있습니다 . 마우스는 마우스 동작에 실험자 처리의 효과를 배제 시작 상자로 돌아갈 수 있도록 각 L 자형 골목이 시작 상자에 연결되어 있습니다. 이 장치는 또한 이점을 가지고 생체내 생체내 전기 생리학의 microdialysis, 그리고 optogenetics의 techn에서문이 바닥에 내려가서하도록 설계되기 때문에 적이야는 T-미로 성능 중에 수행할 수 있습니다. 여덟 팔 방사상 미로 작업에서 메모리 적자 일을 표시하도록보고되는 마우스, -이 영화 기사에서 우리는 자동화 기기 및 α-CaMKII + /의 T-미로의 성능을 이용하여 T-미로 작업을 설명합니다. 마우스 작동 메모리 적자지만, 참조 메모리 없음 손상을 보여, 우리의 프로토콜의 유효성을 지원 여덟 팔 방사상 미로 작업을 사용하여 이전 연구 결과와 일치하는 - 우리의 데이터는 α-CaMKII + / -는 것을 지적했다. 또한, 우리의 데이터는 돌연변이 α-CaMKII 결핍증이 감소 행동적 유연성을 일으키는 제안, 반전 학습 결손을 전시하는 경향이 있음을 나타냅니다. 따라서 수정된 자동 기기를 이용한 T-미로 검사 작업 및 참조 메모리와 마우스의 동작의 유연성을 평가하는 데 유용합니다.

Protocol

1. 장치 설정

  1. 자동으로 수정된 T-미로 장치 (오하라 앤 컴퍼니, 도쿄, 일본)가 25 cm 높은 벽 1 흰색 플라스틱 활주로로 구성되어 있습니다. 미로는 자동으로 아래로 열 수있는 슬라이딩 도어 (S3, A1, A2, P1, P2, S2, S1) (그림 1)에 의해 6 구역 (A1, A2 S2, S1, P1, P2)에 해제 분할됩니다. T의 줄기는 S2 공간으로 구성 (13 X 24cm)와 T의 팔이 영역 A1과 A2를 (11.5 X 20.5 ㎝)로 구성됩니다. 분야의 P1과 P2는 시작 구획 (지역 S1)로 팔 (지역 A1 또는 A2)에서 연결 통로를 구성.
  2. 각 팔 끝에이 자동 보상으로 자당 펠릿 (20 밀리그램, 포뮬러 미국에 5 차다, TestDiet, 리치몬드,)를 제공 펠렛 디스펜서를 갖추고 있습니다. 마우스에 의한 펠렛 흡입구는 적외선 센서로 감지하고 자동으로 컴퓨터에 의해 기록됩니다.
  3. 충전 결합 장치 (CCD)는 카메라가 마우스 & #을 감시할 장치 위에 탑재되어x2019;의 행동, 그리고 장비와 마우스의 이미지는 컴퓨터에 의해 점령된다.
  4. 방음 실 (170 X 210 x 200 cm 크기, 오하라 앤 컴퍼니, 도쿄, 일본) 최대한으로 T-미로 장치를 놓습니다. 장치는 우리 실험실에서 100 룩스로 형광등으로 조명된다. 광 강도는이 럭스 수준보다 약한있을 수 있지만, 모든 실험을하는 동안 일정한 수준에서 실시되어야한다.

2. 동물 준비

  1. 하우스 온도 제어 룸 케이지 당 2-4 생쥐에 대한 (23 ± 2 ° C)지도 및 지역 동물 케어가 정한 프로토콜에 의하면, 12-H의 빛 / 어둠의 사이클 (오전 7시의 조명)과 그리고위원회를 사용합니다.
  2. 첫 번째 재판이 시작하기 전에 주택 방에서 방음 방 안으로 적어도 30 분 쥐를 포함하는 모든 새장을 전송합니다.
  3. 모든 실험은 항상 같은 기간 (예, 9:00 6 시에 오후 오전) 동안 수행해야합니다. 테스트 PE 동안작업의 성능에 하루 시간의 잠재적인 영향이있을 수 있으므로 riod, 각 유전자형이나 실험 조건에서 과목은 counterbalanced 위해 테스트해야합니다.

3. 식품 제한

  1. 실험의 시작 부분까지 생쥐에 무료 표준 펠릿 수유에 대한 접근과 물을 제공합니다.
  2. 사전 교육 세션 전에 일주에서 매일 마우스를 저울질하고 실험을하는 동안 자신의 자유 먹이 체중의 80 %에서 85 %를 유지하기 위해 표준 펠릿 수유로 먹이고.
  3. 사전 교육 세션을 시작하기 전까지는 자당의 알약에 길들 자신의 홈 케이지의 표준 펠릿 차우 이외에 마우스 당 여덟 자당 알약으로 매일 제공합니다.

4. 기구 및 사전 훈련 요법 이니

  1. 장소의식품 dispensers 각 트레이에기구 여섯 구획 및 보증금 한 펠렛 각각의 중심에 마우스 당 IX의 자당의 알약.
  2. 장치에 새장의 모든 생쥐를 배치하고 그들이 자유롭게 30 분 오픈 다 창문이있는 장치를 탐험하실 수 있습니다.
  3. 일일부터 요법 이니 후, 마우스는 일일 사전 연수를 받게됩니다. 모든 문은 닫히고 펠렛은 영역 A1으로 식품 트레이, 장소 마우스로 입금과 함께. 마우스 펠릿 또는 5 분 경과를 소비하면 지역 A2에 마우스를 전송하고 다시 사전 교육을 시작합니다. 이러한 훈련은 다섯 번 하루를 반복하고, 생쥐는 알약의 80 % 이상을 소비하기 전까지 계속됩니다.
  4. 사전 교육 세션이 완료되면 마우스가 강제 교대 작업 또는 왼쪽에서 오른쪽 차별 작업 중 하나를 받게됩니다.

5. 강제 교대 작업

  1. 강제 교대 작업에서 각 재판은 강제로 선택 실행 fol로 구성되어 있습니다자유로운 선택의 실행에 의해 lowed.
  2. 작업의 발병에 대한 응용 프로그램 (이미지 TM)를 실행하고 시작 상자 (지역 S1)에 마우스를 놓으십시오.
  3. 시작 단추를 클릭하고 강제 선택 운영이 시작됩니다. 이런 안목으로 보면, 시작 상자 (도어 S2)의 면적 A1 (문 A1) 또는 구역 A2 (문 A2) 중 하나의 문이 열리고 있으며, 자당 펠렛이 자동으로 열어 놓고 지역의 식품 트레이에 전달 . 마우스가 영역을 입력하고 펠릿를 소비하도록 허용됩니다. 마우스 펠렛을 먹었되면 마우스가 현재 유지하는 팔 (문 P1이나 P2 중)의 식품 트레이 근처에 문이 열립니다. 그런 다음 마우스는 시작 상자를 이웃 문 (S1 또는 S3 중), 접근 및 문 P1이나 P2 중이 닫히고 문 S1 (또는 S3) 마우스 시작 상자로 돌아갈 수 있도록 열립니다. 마우스가 30 초 이내에 펠렛을 먹고 실패하면 응답이 '누락 오류 "로 기록됩니다. 그런 다음, 펠렛은 자동으로 식품 트레이과 T에서 제거됩니다생쥐는 (P1 혹은 P2 중) 남아있는 팔 그 문이 열리고 다음 마우스 시작 상자로 돌아갈 수 있습니다.
  4. 강제 선택 실행 후, 자유 선택 운영이 자동으로 시작됩니다. 문 S2 문을 A1과 A2 모두 열립니다. 마우스는 두 개만 선택할 수 있습니다. 마우스가 강제 선택적으로 선택하도록 강요되었다는 반대 팔을 입력하면 그 반응이 "정답"으로 간주하고 마우스 자당 펠렛을 받게됩니다. 마우스가 30 초 이내에 펠렛을 먹고 실패하면 응답이 '누락 오류 "로 기록되며, 펠렛은 자동으로 식품 트레이에서 제거됩니다. 그 강제의 선택 작업에​​ 방문한으로 마우스가 같은 팔로 이동하면 마우스가 처벌 ( "오류"응답)로 10 초 동안 지역 내에 국한된다. 다음 P1의 문 (또는 S1)과 P2 (또는 S3) 개설되며, 마우스가 시작 상자로 돌아갈 수 있습니다.
  5. 마우스는 당 세션에서 10 연속 시도를 받게됩니다일 (컷오프 시간 50 분). 컨트롤 마우스는 세션 80 % 올바른 응답의 집단 평균에 도달하기 위해 매일 훈련하고 있습니다. 올바른 응답의 그룹의 평균은 각 그룹의 세션에서 각 마우스 % 정확한 답변을 평균으로 계산됩니다.
  6. , 30 - - 10 - 통제 및 / 또는 실험 생쥐가 기준으로 훈련을받은 후에는 추가로 3 삽입하여 지연된 교대 작업에 생쥐를 테스트하거나 강제 선택 및 자유 선택 사이 60의 지연 실행됩니다.
  7. 각 세션 후, 자신의 홈 케이지에 마우스를 반환하고, 후각 단서에 근거한 편견을 방지하기 위해 슈퍼 hypochlorous 물 (산도 6-7)로 기기를 청소하십시오.

6. 왼쪽 오른쪽 차별 작업

  1. 왼쪽 오른쪽 차별 작업에서 각 마우스는 10 또는 20 재판의 자유로운 선택 실행 주어집니다. 자당 펠렛은 항상 즉 무기 중 하나, 목표 팔 식품 트레이에 전달됩니다. 마우스는 목표 팔을 입력 배워야 해요. 목표의 위치팔이 시련과 세션 전반에 걸쳐 불변이며, 제어 및 실험용 생쥐에 걸쳐 counterbalanced있다.
  2. 작업의 발병에 대한 응용 프로그램 (이미지 TM)를 실행하고 시작 상자 (지역 S1)에 마우스를 놓으십시오.
  3. 시작 단추를 클릭하고, 자유 선택 운영이 시작됩니다. 이런 안목으로 보면, S2 문 및 문 A1과 A2 모두 개방하고, 펠릿 디스펜서는 자동으로 목표 팔 식품 트레이에 펠렛을 제공하고 있습니다. 마우스는 자유롭게 왼쪽과 오른쪽 팔 중에서 선택할 수 있습니다. 마우스 목표 팔을를 입력하면, 그것은 올바른 응답으로 간주됩니다. 마우스 펠릿 또는 30 초 경과, 도어 P1 (또는 P2) 먹는 경우 열립니다. 마우스가 영역 P1 (또는 P2)를 통해 전달하여 시작 상자에 접근하면, 도어 S1 (또는 S3) 마우스 시작 상자로 돌아갈 수 있도록 열립니다.
  4. 마우스는 일반적으로 하루에 세션 (컷오프 시간 50 분)에 10-20 연속 시도를 받게됩니다. 컨트롤 마우스이 80 % corr의 집단 평균에 도달하기 위해 매일 훈련세션의 응답 요법. 올바른 응답의 그룹의 평균은 각 그룹의 세션에서 각 마우스 % 정확한 답변을 평균으로 계산됩니다.
  5. 쥐가 기준에 도달하면 (즉, 반전, 세션 사이에 몇 주간의 지연을 삽입하여 고정 메모리와 relearning을 평가하거나 그 반대로 보상을 배치하여 행동적 유연성을 평가하기 위해 두 생쥐로 이전 unbaited 팔을 추가로 세션을 줄 수 필요에 따라) 학습.
  6. 각 세션 후, 자신의 홈 케이지에 마우스를 반환하고, 후각 단서에 근거한 편견을 방지하기 위해 슈퍼 hypochlorous 물 (산도 6-7)로 기기를 청소하십시오.

7. 이미지 분석

  1. T-미로 장치의 동작은 컴퓨터에 연결된과 이미지를 TIFF 형식으로 저장되는 비디오 카메라로 기록됩니다. 행동 데이터 (이미지 TM)를 취득하고 분석에 사용되는 응용 프로그램은 공개 도메인 이미지 J 프로그램 (에 의해 개발을 기반으로웨인 정신 건강의 국립 연구소에서 Rasband과에서 제공 http://rsb.info.nih.gov/ij/ 츠요시 Miyakawa (오하라 & (주) 일본 도쿄를 통해 사용 가능)로 바뀌었습니다).
  2. 이미지 TM 프로그램이 자동으로 세션을 완료하려면 올바른 응답의 비율에 대한 텍스트 파일, 지연 시간 (초)을 생성, 거리는 세션 동안 여행을하고, 세션에서 누락 오류 번호입니다. 또한, 마우스, 원시 순위 데이터, 각 실행의 원시 응답 데이터 (정확, 누락 또는 오류)의 추적 이미지를 생산하여 저장됩니다.

8. 통계 분석

양방향 (실험 조건 (예, 유전자형) × 세션이나 실험 조건 X 딜레이) 분산 반복 측정 분석하여 각 행동 데이터를 분석합니다.

9. 대표 결과

엄마 - α-CaMKII + /에 의한 T-미로 성능의 예르 마우스와 그 야생 형 제어 littermates (C57BL/6J 배경) (옛 11-18주는 N 강제 교대 또는 왼쪽에서 오른쪽 차별 작업 그룹에 대한 당 = 10) 그림 2-4 표시됩니다. 마우스 케이지 메이트 2,3 향한 침략 높은 수준의 전시, 두 돌연변이 및 제어 생쥐가 홀로 이유 후 플라스틱 케이지 (22.7 X 32.3 X 12.7 ㎝) 안에 보관되어 있었다 - α-CaMKII + / -이 때문입니다. 실험 후지타 보건 대학 기관 동물 케어 및 사용위원회에 의해 승인되었다.

강제 교대 작업에서 제어 마우스 점점 올바른 선택을하는 법을 배우게되며, 보통 2-1에 대한 주 (그림 2A)의 평균 80% 올바른 응답의 기준에 도달할 수 있습니다. 및 짧은 대기 시간 (유전자형 : F (1,18) = 8.88 : - 제어 생쥐에 비해 α-CaMKII + / - 마우스는 정확한 반응이 상당히 낮은 비율 (F (1,18) = 29.04, P <0.0001 유전자형) 나타났 , P = 0.008; 유전자형 X 세션 : F (9,162) = 2.24, P = 0.0218)과 짧은 d를 여행istance (유전자형 : F (1,18) = 8.67, P = 0.0086; 유전자형 X 세션 : F (9,162) = 3.19, P = 0.0014) 컨트롤 마우스 (그림 2A, B 및 C)보다. 유전자형의 어떠한 상당한 효과가 누락 오류 (그림 2D)에서 찾을 수 없습니다. ; 딜레이 F (1,18) = 38.781, P <0.0001 : - 또한, 지연 교대 작업에 α-CaMKII + /의 올바른 선택 비율이 마우스는 지연 시간 (유전자형의 야생 형 생쥐보다 현저히 낮은 있었다 : F (3,54) = 8.074, P = 0.0002; 유전자형 X 지체 : F (3,54) = 0.223, P = 0.88; 그림 3). 이러한 결과는 돌연변이 돌연변이 생쥐는 α-CaMKII 결핍증이 작동 메모리 적자를 유도한다는 제안, 빠른 컨트롤보다 작업을 수행할 수 있지만 마우스를 제어할 비해 장애인의 성능을 표시 것으로 나타났습니다.

왼쪽 오른쪽 차별 작업에서 α-CaMKII의 올바른 선택 비율은 + / - 돌연변이 점차 생쥐 (그림 4A)를 제어할 유사한 세션에 걸쳐 증가했다. 또한, 언제 1 개월 지연은 세션 사이에 삽입되었다, 돌연변이 및 제어 생쥐 사이의 올바른 퍼센트에는 큰 차이가 없었다. 강제 교대 작업과 마찬가지로 α-CaMKII + / - 돌연변이 세션을 완료하는 데 훨씬 짧은 대기 시간을 보여주었다 (유전자형 : F (1,18) = 12.12, P = 0.0027)과 짧은 거리 (유전자형 세션 동안 장치에 여행 : F (1,18) = 25.08, P <0.0001; 유전자형 X 세션 : F (15,270) 교육 세션에 걸쳐 제어 생쥐 (그림 4B 및 C)보다 = 2.83, P = 0.0004). 이러한 데이터는이 작업에 의해 평가로서 α-CaMKII 결핍증 선량은 참조 메모리에 영향을 미치지 것으로 나타났습니다. F (5,90) = :; 유전자형 X 세션 F (1,18) = 10.92, P = 0.0039 : - 반전 - 학습 세션 그러나 α-CaMKII + / 돌연변이 올바른 반응 상당히 낮은 비율 (유전자형 보여주었다 컨트롤 마우스보다 그림 4D) = 17.12, P = 0.0006; 5.54, P = 0.0002 그림 4A)과 더 누락 오류 (F (1,18 유전자형)했다. 돌연변이 생쥐 행동의 유연성을 감소 - 이러한 연구 결과는 α-CaMKII + / -는 것이 좋습니다.

<P 클래스 = "jove_content"> 그림 1
그림 1. 강제 교번과 왼쪽 오른쪽 차별 작업에 () T-미로 장치. 그림은 타카오 외. (2008)에서 인용하고 있습니다. (B) 이미지 장치 위에 탑재된 CCD 카메라에 의해 촬영된되었다. T-미로는 슬라이딩 도어 (S3, A1, A2, P1, P2, S2, S1)에 의해 6 구역 (A1, A2 S2, S1, P1, P2) 속으로 분할됩니다. 방음 실의 장비와 여분-미로 단서의 (C) 구성 및 오리 엔테이션. 두 apparatuses은 같은 방의 문을로서 방음 실의 벽 및 개체 향해 같은 방향으로 마주보고를 배치하고, 형광 천정 조명, 방의 벽, apparatuses의 CCD 카메라와 랙에 마우스를 수용하기 케이지가 설정됩니다.

그림 2
그림 2. T-미로 교대 작업을 강제. 마우스는 sessio 당 10 일일 재판을 받았습니다N. 올바른 응답 (A) 비율의 데이터는, (B) 대기 시간 (초), (C) 거리 (㎝) 여행, 두 세션의 각 블록에 대한 표준 오류가있는 수단으로 표현된 누락 오류 (D) 번호 및있었습니다 양방향 반복 측정 ANOVA로 분석했다. α-CaMKII + / - 마우스는 정확한 반응의 낮은 비율 (P <0.0001) 및 짧은 대기 시간 (P = 0.008)을 보였다, 그리고 세션에 걸쳐 제어 마우스보다 짧은 거리 (P = 0.0086)를 여행.

그림 3
그림 3. T-미로 3 지연, 10, 30, 60 초와 교대 작업을 강제. 약 24 H 최종 훈련 후 생쥐 다섯 지연 세션에 노출되었다. 각 지연에 대한 올바른 응답의 비율은 표준 오류가있는 수단으로 표현되며, 양방향 반복 측정 ANOVA로 분석되었다. α-CaMKII + / - 생쥐는 어떤 지연든지 제어 마우스보다 더 정확한 답변의 낮은 비율을 보여주시간 (P <0.0001).

그림 4
4. T-미로 왼쪽, 오른쪽 차별 작업 그림. 마우스는 세션에서 매일 10 또는 20 재판을 받았습니다. 올바른 응답 (A) 비율의 데이터, (B) 대기 시간 (초), (C) 거리 (㎝) 여행 및 (D) 누락 오류의 개수가 20 재판의 각 블록에 대한 표준 오류가있는 수단으로 표현하고있는 양방향 반복 측정 ANOVA로 분석되었다. 돌연변이 및 제어 마우스 - 1 월의 마지막 훈련 후 초기 교육 세션과 relearning 세션 동안 올바른 응답의 비율은 크게 α-CaMKII + / 사이에 차이가 않았어요. 돌연변이 생쥐 그러나, 반전 학습 세션 (P = 0.0039) 동안 컨트롤 마우스보다 정확한 반응 상당히 낮은 비율을 보여주었다.

Discussion

T-미로를 사용하여 강제로 교대와 왼쪽, 오른쪽 차별 작업이 4,5 설치류에서, 각각 작업 및 참조 메모리를 평가하기 위해 광범위하게 사용됩니다. T-미로 작업에서는, 그것은 설치류와 같은 추가 - 미로의 단서, 객실 단서의 구성, 미로의 방향 및 등등과 같은 공간 및 비 공간 단서에 따라 작업을 수행하기 위해 서로 다른 전략을 사용할 수있는 잘 알려져 6,7,8. 객실과 안정성, 결석이나 방에 단서를 편광의 존재에서 미로의 방향과 방안에 단서를 볼 설치류의 능력 전략에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 연구자들은 실험 및 행동 데이터의 해석을 수행의 방에기구 및 단서의 구성 및 방향을 고려해야합니다. 저희 연구실에서는 이러한 방의 도어, 천정 형광등, 방의 벽, CCD 카메라와 같은 방음 객실과 집합 개체의 벽, 향해 같은 방향으로 향하게 두 장치를 배치생쥐에 대한 추가 - 미로 공간적 단서 (그림 1C 참조) 될 수있다 마우스 새장을 수용하기 위해 apparatuses 및 랙과.

대부분의 경우 T-미로 테스트는 수동으로 다음과 같이 인간 실험자에 의해 수행되었습니다 : 각 재판에서 실험자 음식 접시에 자당 펠렛을 배치하고, 테스트를 시작하는기구의 단두대 문을 엽니다. 그런 다음, 마우스를 하나의 무기 입력하면 실험자들은 문, 레코드 마우스 동작을 종료하고, 팔의 손으로 시작 상자에 마우스를 전송합니다. 마우스 유전자형이나 실험 조건과 상호 작용을 처리 가능한 혼란함을 주죠 변수는 T-미로 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 지난 10 년 동안 시작 상자에 다시 목표 암에서 피사체의 수동 전송을 포함하지 않는 지속적인 교대 작업에 대한 수정된 T-미로 검사가 사용되었습니다. 9-11 때도 장치, 테스트 프로토콜 및 여러 환경 변수들은 적극적 역은 동일시된다ndardized 행동 검사는 항상 다른 실험실 12,13 유사한 결과를 생성하지 않습니다. 테스트를 수행하는 구체적인 경험은 각 실험실 고유있을 수 있으며 마우스의 동작에 영향을 미칠 수있다. 또한, 인간의 실험자들은 일반적으로 같은 자당 펠릿를 제대로 열거나 시험 번호와 측정을 추적으로 다른 문도뿐만 아니라 실수를 폐쇄와 같은 오류를 만들기 쉽다. 혼란함을 주죠 변수와 인적 오류의 발생의 영향을 줄이기 위해, 우리는 개발과 이미지 TM 프로그램과 비디오 추적 시스템에 의해 제어되는 자동화된 T-미로 장치를 사용했습니다. 향상된 T-미로 장치는 문이 바닥에 내려가서하도록 설계되어 있기 때문에 우리는 T-미로 성능시 microdialysis, 전기 생리학 및 optogenetics 기법을 사용할 수 있도록 장점이 있습니다. 따라서 자동화된 장치가 작동하고 설치류의 레퍼런스 메모리의 신경 생물학의 연구를 촉진하는 유용한 도구입니다.

세션의 평가판 일련의 자동 및 연속 실행을 사용하려면, 우리의 프로토콜은 몇 가지 잠재적인 단점이 있습니다. 예를 들어, 강제 교대 작업에 시간이 쥐를 위해 A1 또는 A2는 잠재적으로 자신의 성능에 영향을 미칠 수에서 S1로 다시 이동합니다. 숙박 P1 또는 P2 영역 자체가 공간적 큐와 강제 선택 적으로는 어느 지역에서 장기 또는 단기 메모리 부하를 변경할 수 없습니다이 될 수 있기 때문에 그것은,하지만 심각한 문제가되지 않을 수 있습니다. 또 다른 잠재적인 문제가 아닌 공간적 작업 메모리 부족 사용될 수, 생쥐로 만든 그 냄새의 흔적이다. 그러나, 몇 가지 시도로서 이후 악취 산책로는 덮어 여러 번있을 수와 단서로 활용하기 어려운 일이었다. 또한, 왼쪽 라이트 차별 작업에 악취 산책로는 역대 시련에 걸쳐 보상의 위치를​​ 찾는 쥐 후각 단서가 될 수 있습니다. 단서는 잠재적으로 문제가 될 수있는 세션에서 시련에 걸쳐 학습과 기억 과정에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나마우스는 세션의 첫번째 재판에서 악취 흔적 전략을 사용할 수 있고 첫 번째 재판의 공연 악취 오솔길 전략의 잠재적인 사용 찾아볼 수없는 것입니다 인덱스 역할을합니다.

으로 대표적인 결과에 표시된 컨트롤 C57BL/6J 마우스의 퍼센트 정확한 답변은 점차 두 작업에 세션에 걸쳐 증가했다. 결과는 C57BL/6J 마우스는 T-미로 바뀌었 자동으로 올바른 선택을 배울 수 있는지 확인합니다. 본 연구에서는 생쥐는 (그림 2A 참조) 광범위한 훈련 후에없는 이상도 80 % 올바른 선택에 체재하십시오. 성능을 높은 수준에 도달 후에도 그들은 교육 전반에 걸쳐 일부 누락 오류를 보여주는 유지하는 것이 고려하게 된 동기는 쥐를 위해 높이도되지 않을 수 있습니다. 강제 교대 작업에서 α-CaMKII + / - 마우스 제어 마우스보다 더 정확한 답변의 낮은 비율을 보여주었다. 따라서 돌연변이 생쥐는이 타에서 제어 생쥐에 비해 장애인의 성능을 표시SK. 이 결과는 α-CaMKII 결핍증가 작동 메모리에 적자를 유도하고 자동화된 T-미로 장치에 강제로 교대 작업이 정확하게 탐지하는 것이 더 증거를 제공 여덟 팔 방사상 미로 시험 2,14에서 얻어진 이전 결과와 일치 돌연변이 생쥐의 기억 결손을 조사. 왼쪽 오른쪽 차별 작업에서 결과 α-CaMKII 결핍증 선량은 참조 메모리에 영향을 미치지 것으로 나타났습니다. 반전 - 학습 세션의 결과와 같이 단, α-CaMKII 결핍증 행동 유연성을 줄일 수 있습니다. 돌연변이 생쥐는 또한 반전 학습 세션 동안 제어 마우스보다 누락 오류를 표시합니다. 누락 오류의 개수의 증가는 보상과 관련되는 팔 배울 수있는 기회를 줄일 수 있습니다. 따라서 지연된 학습 인수 초기 세션 중에 누락 오류의 개수의 증가로 인해 있겠지만 그러지 장애인 반전 주셨어요적립. 또 다른 가능성은 돌연변이 누락의 오류를 유발하고 집행 기능을 방해할 수도 규칙의 변경으로 인해 혼란스러워 할 수있다는 것입니다. 따라서, 합리적인 결론을 그릴, 누락 오류는 물론 올바른 선택 백분율로 검사해야합니다.

이미지 TM 프로그램은 대기 시간과 거리에 대한 추가 결과가 올바른 응답의 비율 및 누락 오류의 개수뿐만 아니라 세션을 완료하기 위해 여행을 생성합니다. 대기 시간과 거리의 차이가 세션을 완료하기 위해 여행은에 대해서는 전위의 활동 수준, 선택 팔을으로 충동적인 경향, 작업을 수행하기위한 동기 부여, 요법 이니 수준 작업, 다양한 학습 전략 등에 변화로 해석됩니다 대표적인 결과는, α-CaMKII + / - 마우스는 짧은 대기 시간과 컨트롤보다 여행을 더 짧은 거리를 보여주었다. 사실, α CaMKII + / - 생쥐는 t에 비해 hyperlocomotor 활동을 보여주었다그는 쥐를 3 제어하고 이러한 표현형는 인덱스의 차이를 기초 수 있습니다.

저희 연구실에서 우리는 유전자, 뇌, 그리고 행동 15,16 사이의 관계를 명료하게하다하는 자동화 기기를 이용한 유전자 조작 마우스 및 T-미로 시험에서 야생 형 제어 마우스 이상의 36 변종을 평가했습니다. 우리는 이상 1,200 생쥐의 원시 데이터의 큰 세트를 취득하고, 돌연변이 생쥐 3,16-22의 몇 가지 계통의 T-미로 성능에 대한 데이터를보고했습니다. 이미 연구 문서에서 출판 계통의 데이터는 공공 데이터베이스 (URL과 "마우스 행동 표현형 데이터베이스"에 포함되어 있습니다 http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). 연구 중 일부는 돌연변 Dtnbp1 1 Nrd1 20, 또는 Plp1 21 유전자와 생쥐는 메모리 적자 일을 보여줄 것을 보여주었다. 따라서, 자동으로 T-미로 작업을위한 표준 프로토콜장치는 돌연변이와 야생 형 컨트롤 마우스 간의 메모리 함수에 대한 유전적 영향을 감지에 적합합니다. 행동 검사 프로토콜은 표준화 복제 및 실험실에 걸쳐 비교 결과는 있어야합니다. 향상된 T-미로 장치는 실험실에서 사용 프로토콜의 표준화에 기여할 수있는 테스트 절차의 자동화로 안내합니다.

이 동영상을 문서에 나타난 바와 같이, 장비 및 프로그램의 현재 버전은 우리가 흑인이나 agouti 생쥐를 테스트할 수 있지만 흰둥이없는 쥐를 수 있습니다. 이제, 우리는 흰둥이 생쥐들이 시험받을 수 있도록 시스템의 수정된 버전을 생산하고 있습니다. 시스템은 문이 바닥 아래에 가서하도록 설계되어 있기 때문에 생체내 microdialysis에서 생체내 전기 생리학에, 그리고 optogenetics 실험은, T-미로 검사를하는 동안 수행할 수있는 장점이 있습니다. 예를 들어, 일부 연구자들은 무기의 선택 기간 동안 해마의 뉴런의 electrophysiological 속성을 조사하려고 할 수도 있습니다장치의 일부 개선 문과 펠렛 제거 메커니즘 액츄에이터의 전기 노이즈를 최소화하는 데 필요한 수도 있지만.

함께 촬영, T-미로는 수정된 자동 기기를 이용한 교번과 왼쪽 오른쪽 차별 작업이 작동 및 참조 메모리와 마우스의 동작의 유연성을 평가하는 데 유용 강제.

Disclosures

관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.

Acknowledgements

우리는 행동 분석을위한 개발 이미지 TM 프로그램에서 그의 도움을 카즈오 나카니시 감사합니다. 이 연구는 답사의 연구 보조금 (19653081), 그랜트-보조의 학술 연구 (B) (21,300,121), 혁신 분야에 대한 학술 연구를위한 보조금 (종합 두뇌 과학 네트워크)에서에 의해 지원되었다 교육부, 과학, 일본의 스포츠와 문화, Neuroinformatics 일본 센터 (NIJC)에서 부여하고 문장 및 일본 과학 기술기구 (일본 표준시)의 버드에서 부여합니다.

References

  1. Takao, K., Toyama, K., Nakanishi, K., Hattori, S., Takamura, H., Takeda, M., Miyakawa, T., Hashimoto, R. Impaired long-term memory retention and working memory in sdy mutant mice with a deletion in Dtnbp1, a susceptibility gene for schizophrenia. Mol. Brain. 1, 11-11 (2008).
  2. Chen, C., Rainnie, D. G., Greene, R. W., Tonegawa, S. Abnormal fear response and aggressive behavior in mutant mice deficient for alpha-calcium-calmodulin kinase II. Science. 266, 291-294 (1994).
  3. Yamasaki, N., Maekawa, M., Kobayashi, K., Kajii, Y., Maeda, J., Soma, M., Takao, K., Tanda, K., Ohira, K., Toyama, K. Alpha-CaMKII deficiency causes immature dentate gyrus, a novel candidate endophenotype of psychiatric disorders. Mol. Brain. 1, 6-6 (2008).
  4. Aultman, J. M., Moghaddam, B. Distinct contributions of glutamate and dopamine receptors to temporal aspects of rodent working memory using a clinically relevant task. Psychopharmacology. 153, 353-364 (2001).
  5. Papaleo, F., Yang, F., Garcia, S., Chen, J., Lu, B., Crawley, J. N., Weinberger, D. R. Dysbindin-1 modulates prefrontal cortical activity and schizophrenia-like behaviors via dopamine/D2 pathways. Molecular Psychiatry. 1-14 (2010).
  6. Douglas, R. J. Cues for spontaneous alternation. J. Comp. Physiol. Psychol. 62, 171-183 (1966).
  7. Dudchenko, P. A., Davidson, M. Rats use a sense of direction to alternate on T-mazes located in adjacent rooms. Anim. Cogn. 5, 115-118 (2002).
  8. Dudchenko, P. A. An overview of the tasks used to test working memory in rodents. Neurosci Biobehav. Rev. 28, 699-709 (2004).
  9. Gerlai, R. A new continuous alternation task in T-maze detects hippocampal dysfunction in mice: A strain comparison and lesion study. Behav. Brain. Res. 95, 91-101 (1998).
  10. Wood, E. R., Dudchenko, P. A., Robitsek, R. J., Eichenbaum, H. Hippocampal neurons encode information about different types of memory episodes occurring in the same location. Neuron. 27, 623-633 (2000).
  11. Lee, I., Griffin, A. L., Zilli, E. A., Eichenbaum, H., Hasselmo, M. E. Gradual translocation of spatial correlates of neuronal firing in the hippocampus toward prospective reward locations. Neuron. 51, 639-650 (2006).
  12. Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Science. 284, 1670-1672 (1999).
  13. Wahlsten, D., Metten, P., Phillips, T. J., Boehm, S. L., Burkhart-Kasch, S., Dorow, J., Doerksen, S., Downing, C., Fogarty, J., Rodd-Henricks, K. Different data from different labs: lessons from studies of gene-environment interaction. J. Neurobiol. 54, 283-311 (2003).
  14. Matsuo, N., Yamasaki, N., Ohira, K., Takao, K., Toyama, K., Eguchi, M., Yamaguchi, S., Miyakawa, T. Neural activity changes underlying the working memory deficit in alpha-CaMKII heterozygous knockout mice. Front Behav. Neurosci. 3, 20-20 (2009).
  15. Takao, K., Miyakawa, T. Investigating gene-to-behavior pathways in psychiatric disorders: the use of a comprehensive behavioral test battery on genetically engineered mice. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1086, 144-159 (2006).
  16. Takao, K., Yamasaki, N., Miyakawa, T. Impact of brain-behavior phenotypying of genetically-engineered mice on research of neuropsychiatric disorders. Neurosci. Res. 58, 124-132 (2007).
  17. Ikeda, M., Hikita, T., Taya, S., Uraguchi-Asaki, J., Toyo-oka, K., Wynshaw-Boris, A., Ujike, H., Inada, T., Takao, K., Miyakawa, T. Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as a possible susceptibility gene for schizophrenia. Hum. Mol. Genet. 17, 3212-3222 (2008).
  18. Nakatani, J., Tamada, K., Hatanaka, F., Ise, S., Ohta, H., Inoue, K., Tomonaga, S., Watanabe, Y., Chung, Y. J., Banerjee, R. Abnormal behavior in a chromosome-engineered mouse model for human 15q11-13 duplication seen in autism. Cell. 137, 1235-1246 (2009).
  19. Hashimoto-Gotoh, T., Iwabe, N., Tsujimura, A., Takao, K., Miyakawa, T. KF-1 Ubiquitin Ligase: An Anxiety Suppressor. Front. Neurosci. 3, 15-24 (2009).
  20. Ohno, M., Hiraoka, Y., Matsuoka, T., Tomimoto, H., Takao, K., Miyakawa, T., Oshima, N., Kiyonari, H., Kimura, T., Kita, T., Nishi, E. Nardilysin regulates axonal maturation and myelination in the central and peripheral nervous system. Nat. Neurosci. 12, 1506-1513 (2009).
  21. Tanaka, H., Ma, J., Tanaka, K. F., Takao, K., Komada, M., Tanda, K., Suzuki, A., Ishibashi, T., Baba, H., Isa, T., Shigemoto, R., Ono, K., Miyakawa, T., Ikenaka, K. Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactions and decreased conduction velocities. J. Neurosci. 29, 8363-8371 (2009).
  22. Sagata, N., Iwaki, A., Aramaki, T., Takao, K., Kura, S., Tsuzuki, T., Kawakami, R., Ito, I., Kitamura, T., Sugiyama, H., Miyakawa, T., Fukumaki, Y. Comprehensive behavioural study of GluR4 knockout mice: implication in cognitive function. Genes. Brain Behav. 9, 899-909 (2010).

Comments

5 Comments

  1. I have a question regarding the "trials to criterion". Each and every mouse tested should reach the criterion? Or can group all mice and see if the mean fits to the criterion. Thank you in advance and congratulations for the excelent protocol.

    Reply
    Posted by: Guilherme G.
    October 30, 2012 - 12:50 PM
  2. In the case of alpha-CaMKII heterozygous knockout mice and the wild-type control mice, not all the control mice reached the criterion (80 % correct responses) at the last session. They showed 70-100 % correct responses; the mean % responses of the group fitted to the criterion.
    In most studies, the criterion is generally 75-90 %. You can adopt the criterion that you want to use, depending on your research.

    Reply
    Posted by: Hirotaka S.
    October 31, 2012 - 7:29 AM
  3. Hello, thank you for this excellent article. Is there a way to obtain the Image TM software or a guide on modifying ImageJ? Thank you in advance.

    Reply
    Posted by: Maxym M.
    November 4, 2012 - 8:51 PM
  4. We are planning to distribute the software freely and now preparing downloadable one. We will make an announce once it is ready. By the way, we are planning same thing for elevated plus maze test ( http://www.jove.com/video/1088/elevated-plus-maze-for-mice ) and the light dark transition test ( http://www.jove.com/video/104/lightdark-transition-test-for-mice ).

    Reply
    Posted by: Tsuyoshi M.
    November 4, 2012 - 9:10 PM
  5. Now, Image TM is freely available from this URL. http://www.mouse-phenotype.org/software.html
    Hope it helps!

    Reply
    Posted by: Tsuyoshi M.
    November 25, 2013 - 1:54 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Video Stats