T-лабиринту Принудительное чередование и влево-вправо дискриминации Задачи для оценки рабочей и обращение к памяти у мышей

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

Summary

Эта статья представляет протокол T-лабиринту испытания с использованием модифицированной автоматизированной аппаратуры для оценки обучения и функции памяти у мышей.

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

Принудительная смена и влево-вправо дискриминации задач с помощью T-лабиринту, широко используется для оценки работы и обращение к памяти, соответственно, у грызунов. В нашей лаборатории мы оценивали два типа памяти, в более чем 30 штаммов генетически модифицированных мышей с использованием автоматизированной версией этого аппарата. Здесь мы представляем модифицированные Т-лабиринт аппарат управляется компьютером с видео-системой слежения и наши протоколы в формат фильма. T-лабиринту аппарат состоит из взлетно-посадочных полос отгорожена от раздвижных дверей, которые могут автоматически открываться вниз, каждая из которых начала окна, Т-образной аллее, две коробки с автоматы шарик на одной стороне коробки, и два Г-образных аллеи . Каждая Г-образной аллее связано с началом окно так, что мыши могут вернуться в начало окна, что исключает эффект экспериментатора обработки на поведение мыши. Этот аппарат также имеет то преимущество, что в естественных условиях микродиализа, в естественных условиях электрофизиологии и optogenetics техничiques может быть выполнена в течение T-лабиринту производительности, так как двери предназначены для спуститься на пол. В этом фильме статье мы описываем T-лабиринту задач с помощью автоматизированного оборудования и Т-лабиринт производительности α-CaMKII + / - мышей, которые, по сообщениям, чтобы показать рабочую память дефицит в восемь рук радиальная задача лабиринта. Наши данные показали, что α-CaMKII + / - мышей показало дефицит рабочей памяти, но не нарушение ведения памяти и совместимы с предыдущими результаты, используя восемь рук радиальная задача лабиринт, который поддерживает справедливость нашего протокола. Кроме того, наши данные показывают, что мутанты, как правило, демонстрируют изменение дефицита обучения, предполагая, что α-CaMKII уменьшить дефицит вызывает поведенческих гибкость. Таким образом, Т-лабиринте с помощью модифицированного автоматического аппарата используется для оценки работы и обращения к памяти и поведенческой гибкости у мышей.

Protocol

1. Аппарат настройки

  1. Автоматическое изменение Т-лабиринт аппарата (O'Hara & Co, Токио, Япония) изготовлен из белого пластика с взлетно-посадочной полосы 25 см в высоту стены 1. Лабиринт отгорожена на 6 областей (A1, A2, S1, S2, P1, P2) с раздвижными дверями (S1, S2, S3, a1, a2, P1, P2) (рис. 1), которые могут автоматически открываться вниз. Стебель Т состоит из области S2 (13 х 24 см) и на руках у T включает районы А1 и А2 (11,5 х 20,5 см). Районы Р1 и Р2 составляют проходы от руки (район А1 или А2) в начале салона (площадь S1).
  2. В конце каждой руке оснащен дозатором гранул, которая автоматически обеспечивает сахарозы гранул (20 мг, Формула 5 ТПИ, TestDiet, Ричмонд, Индиана, США) в качестве награды. Потребление пеллет с помощью мыши обнаруживается ИК-датчик и автоматически записываются с помощью компьютера.
  3. Устройство с зарядовой связью (ПЗС), камера установлена ​​над аппаратом для контроля мышью и #x2019, поведение и изображения аппарата и мыши захвачен компьютер.
  4. Установите Т-лабиринт аппарата в звуконепроницаемой комнате (170 х 210 х 200 см, О'Хара и Ко, Токио, Япония), насколько это возможно. Аппарат освещается флуоресцентными лампами в 100 люкс в нашей лаборатории. Интенсивность света может быть слабее, чем этот уровень люкс, но должны быть проведены на постоянном уровне в течение всего эксперимента.

2. Животное подготовки

  1. Дом от двух до четырех мышей в клетке в контролируемой температурой комнаты (23 ± 2 ° C) с 12 часов свет / темнота цикла (свет в 7:00 утра), в соответствии с руководством и протоколов устанавливаются местными уход животных и использование комитета.
  2. Перенесите все клетки мышей содержащих в звуконепроницаемой комнате из корпуса комнате по крайней мере за 30 минут до первого судебного процесса начинается.
  3. Все эксперименты всегда должны быть выполнены в тот же период времени (например, с 9:00 утра до 6:00 вечера). Во время тестирования период, предметы друг от генотипа или экспериментальные условия должны быть проверены в порядке уравновешенным, поскольку не может быть потенциальный эффект времени в день на выполнение задания.

3. Продовольственная ограничения

  1. До начала эксперимента, предоставить свободный доступ к стандартным гранул чау и воды для мышей.
  2. С 1 неделю до предварительной тренировки, вес мышей ежедневно и кормить их со стандартными гранул чау, чтобы сохранить 80% до 85% своего свободного вскармливания массы тела в течение всего эксперимента.
  3. Обеспечить ежедневно с восьми сахарозы окатышей на мышь в дополнение к стандартным гранул чау в их доме клетку приучить к сахарозы гранул до начала предварительной тренировки.

4. Привыкание к аппарату и предварительной подготовки

  1. Место сIX сахарозы окатышей на мышь в центре каждой из шести отсеков аппаратов, хранение и один шарик в каждом лотке пищевых дозаторов.
  2. Поместите все мыши в клетке в аппарат и дать им возможность свободно исследовать аппарат со всеми открытыми дверями в течение 30 мин.
  3. От 1 дня после привыкания, мыши ежедневно подвергались предварительной подготовки. Со всеми закрытыми дверями, а осадок на хранение в пищевой лоток, место мыши в область A1. Если мышь потребляет пройти гранул или 5 минут, передает мыши область A2 и начать предпродажную подготовку еще раз. Такое обучение повторяется пять раз в день, и продолжалась до мыши потребляют более 80% окатышей.
  4. После предварительной подготовки сессий являются полными, мышей подвергали либо вынуждены задача чередование или влево-вправо дискриминации задачи.

5. Принудительная смена задач

  1. В вынужденной сменой задач, каждая проба состоит из вынуждены следующим перспективе выбормычал от свободного пробега выбор.
  2. Запуск прикладной программы (Image TM) для начала задачу, и поместите мышь в стартовом окне (площадь S1).
  3. Нажмите кнопку Пуск, а также принудительного выбора перспективе начинается. В этой перспективе, двери начала окна (двери, s2) и любой области A1 (дверь a1) или района A2 (дверь a2) открыты, и сахарозы гранулы автоматически доставляется к пище лоток области с открытой дверью . Мышь пускают в области и потребляют гранулы. Когда мышь съела гранул, дверь рядом пищевой лоток рукой, что мышь в настоящее время остается (как дверь или p1 p2) открыт. Затем мышей приближается к двери (или S1 или S3) соседних начала окна, и либо p1 p2 дверь или закрыта, и дверь s1 (или S3) открывается так, что мышь может вернуться к началу окна. Если мышь не в состоянии съесть шарик в течение 30 секунд, ответ записывается как "пропуск ошибок". Затем гранулы автоматически удаляется из лотка питания и тон дверь рукой, что у мышей остался (или P1 и P2) открывается, и тогда мышь может вернуться к началу окна.
  4. После принудительного выбора счете, свободный выбор перспективе начнется автоматически. Дверь s2 и обе двери А1 и А2 открыты. Мышь имеет право выбора между двумя руками. Если мышь выходит на противоположную руку, что он был вынужден выбрать в принудительного выбора счете, его ответ считается «Правильный» и мышь получает сахарозы гранул. Если мышь не в состоянии съесть шарик в течение 30 секунд, ответ записывается как "пропуск ошибок", и осадок автоматически удаляется из пищевой лоток. Если мышь идет в ту же руку, что побывал в принудительного выбора задачи, мыши ограничено в районе в течение 10 секунд в качестве штрафа ("Ошибка" ответ). Затем двери p1 (или S1) и Р2 (или S3) открыты, и мышь может вернуться к началу окна.
  5. Мышь подвергается 10 последовательных испытаний на сессии вдень (отсечка времени, 50 мин.) Контрольные мыши готовятся ежедневно для достижения группы в среднем 80% правильных ответов в сессии. Группа среднего правильный ответ вычисляется путем усреднения% правильных ответов каждой мыши в сессии в каждой группе.
  6. После того, как контроль и / или экспериментальных мышей готовятся к критерию, можно дополнительно проверить мышей задержкой задачу смены путем введения 3 -, 10 -, 30 - или 60-х годов задержки между принудительного выбора и свободного выбора работает.
  7. После каждого сеанса, вернуться мыши на родину клетку, и чистить аппарат с супер хлорноватистой воды (рН 6-7), чтобы предотвратить смещение на основе обонятельных сигналов.

6. Право-левая дискриминации задача

  1. В лево-правой дискриминации задачи, каждая мышь получает свободный ход выбор 10 или 20 испытаний. Сахароза осадок всегда поставляются для пищевой лоток одной из рук, а именно, цель руку. Мыши должны научиться попадает в ворота рукой. Расположение целирука неизменно через испытания и сессии, и уравновешивается через контрольных и экспериментальных мышей.
  2. Запуск прикладной программы (Image TM) для начала задачу, и поместите мышь в начале поле (площадь S1).
  3. Нажмите кнопку Пуск, а также свободный выбор перспективе начинается. В этой перспективе, двери s2 и обе двери А1 и А2 открыты, и дозатор гранул автоматически обеспечивает гранул для пищевой лоток цели руку. Мышь имеет право свободно выбирать между левой и правой руки. Когда мышь попадает в ворота рукой, считается правильный ответ. Если мышь съедает гранул или 30 сек пройти, дверь p1 (или Р2) открыт. При наведении курсора мыши приближается к началу окна, проходя через область P1 (P2), дверь s1 (или S3) открывается так, что мышь может вернуться к началу окна.
  4. Мышь, как правило, подвергаются от 10 до 20 последовательных испытаний на сессии в день (отсечка времени, 50 мин.) Контрольные мыши готовятся ежедневно для достижения группы в среднем на 80% коррнии средневековых ответ в сессии. Группа среднего правильный ответ вычисляется путем усреднения% правильных ответов каждой мыши в сессии в каждой группе.
  5. После того, как мышам достичь критериев, Вы можете дать дополнительные занятия для мышей или оценить сохранение данных в памяти и переучивания путем вставки с задержкой в ​​несколько недель между заседаниями или оценить поведенческие гибкость размещения награду в противоположном, ранее unbaited руки (то есть изменение обучения), по мере необходимости.
  6. После каждого сеанса, вернуться мыши на родину клетку, и чистить аппарат с супер хлорноватистой воды (рН 6-7), чтобы предотвратить смещение на основе обонятельных сигналов.

7. Анализ изображений

  1. Поведение в Т-лабиринт аппарата фиксируются видеокамерой, подключенной к компьютеру и изображение хранится в формате TIFF. Приложение, используемое для сбора и анализа данных о поведении (Image TM) основана на общественное достояние изображение J программы (разработанаУэйн Rasband в Национальном институте психического здоровья и доступны на http://rsb.info.nih.gov/ij/ ), который был изменен Tsuyoshi Миякава (через О'Хара & Co, Токио, Япония).
  2. Программа ТМ изображения автоматически генерирует текстовый файл на процент правильных ответов, время ожидания (в секундах) до завершения сессии, расстояние, пройденное в ходе сессии, и количество ошибок в бездействие сессии. Кроме того, следы изображения мыши, исходные данные положения и исходные данные ответа (правильным, упущения или ошибки) при каждом запуске создаются и сохраняются.

8. Статистический анализ

Анализ каждого поведенческие данные по двусторонним (экспериментальных условиях (например, генотип) х СЕССИЯ или экспериментальных условиях х DELAY) повторные измерения дисперсионного анализа.

9. Представитель Результаты

Например Т-лабиринт производительности α-CaMKII + / - мале мышей и их дикого типа управления помета (C57BL/6J фона) (11-18 недель, п = 10 в каждой группе для принудительной смены или влево-вправо дискриминации задача) показано на рисунках 2-4. Поскольку α-CaMKII + / - мышей обладают высоким уровнем агрессии по отношению к клетке товарищей 2,3, как мутантов и контрольных мышей были отдельно размещены в пластиковой клетке (22,7 х 32,3 х 12,7 см) после отъема. Эксперименты были одобрены Уходу за животными и использованию комитета Фуджита здравоохранения университета.

В вынужден чередование задач, контрольных мышей больше будет научиться делать правильный выбор, и, как правило, достигают критерия среднего 80% правильных ответов примерно от 1 до 2 недель (рис. 2A). По сравнению с контрольными мышами, α-CaMKII + / - мышах показали значительно более низкий процент правильных ответов (генотип: F (1,18) = 29,04, р <0,0001) и более короткие задержки (генотип: F (1,18) = 8,88 , р = 0,008; ГЕНОТИП х СЕССИЯ: F (9162) = 2,24, р = 0,0218) и отправился короче гistance (генотип: F (1,18) = 8,67, р = 0,0086; ГЕНОТИП х СЕССИЯ: F (9162) = 3.19, р = 0,0014), чем контрольные мыши (рис. 2A, B, и C). Нет существенного влияния генотипа была найдена в бездействие ошибки (рис. 2D). Кроме того, в задачу задержки чередование, правильный процент выбора α-CaMKII + / - мышей было существенно ниже, чем у мышей дикого типа в любое время задержки (генотип: F (1,18) = 38,781, р <0,0001; DELAY : F (3,54) = 8,074, р = 0,0002; ГЕНОТИП х DELAY: F (3,54) = 0,223, р = 0,88; рис. 3). Эти результаты показывают, что мутанты отображается нарушения производительности по сравнению с контрольными мышами, хотя мутантных мышей может выполнять задачи быстрее, чем в контрольной, предполагая, что α-CaMKII дефицит порождает дефицит рабочей памяти.

В лево-правой дискриминации задачи, правильные проценты выбор α-CaMKII + / - мутанты, постепенно увеличивается через сессии, как и у контрольных мышей (рис. 4а). Кроме того, при 1-месячная задержка была вставлена ​​между сессиями, Не было никаких существенных различий в процент правильных между мутантов и контрольных мышей. Как и в принудительной смене задач, α-CaMKII + / - мутанты, показали значительно короче задержка завершить сессию (генотип: F (1,18) = 12,12, р = 0,0027) и более короткие расстояния в аппарате во время сеанса (генотип : F (1,18) = 25,08, р <0,0001; ГЕНОТИП х СЕССИЯ: F (15270) = 2,83, р = 0,0004), чем контрольные мыши через тренинги (рис. 4В и C). Эти данные показывают, что α-CaMKII дефицит дозы не влияет на обращение к памяти по оценке этой задачи. В обращение обучения сессий, однако, α-CaMKII + / - мутанты, показали значительно более низкий процент правильных ответов (генотип: F (1,18) = 10,92, р = 0,0039; СЕССИЯ ГЕНОТИП х: F (5,90) = 5.54, р = 0,0002; рис 4а) и имели более упущение ошибки (генотип: F (1,18) = 17,12, р = 0,0006; рис 4D), чем контрольные мыши. Эти результаты показывают, что α-CaMKII + / - мутантных мышей сократили поведенческой гибкости.

<с классом = "jove_content"> Рисунок 1
Рисунок 1. (A) T-лабиринт аппарата для принудительной смены и влево-вправо задачи дискриминации. На рисунке цитируется в Такао и соавт. (2008). (Б) изображение было захвачено ПЗС-камеры устанавливаются над аппаратом. T-лабиринт отгорожена на 6 областей (A1, A2, S1, S2, P1, P2) с раздвижными дверями (S1, S2, S3, a1, a2, P1, P2). (C) конфигурации и ориентации аппарата и экстра-лабиринт сигналы в звуконепроницаемой комнате. Два аппарата располагаются лицом в одном направлении к стене в звуконепроницаемой комнате и объектов, таких, как дверь в комнату, лампы дневного света на потолке, стенах комнаты, CCD камеры аппаратов, а также стойки для размещения мыши Клетки устанавливаются.

Рисунок 2
Рисунок 2. T-лабиринту вынуждены чередование задачи. Мыши получили 10 ежедневных испытаний в SESSIOл. Данные (А) процент правильных ответов (B) задержки (в секундах), (C) пройденное расстояние (см) и (D) количество бездействия ошибки представляются в виде средств, стандартные ошибки для каждого блока из двух сессий, и были проанализированы двусторонние повторяется ANOVA меры. α-CaMKII + / - мышах показали более низкий процент правильных ответов (р <0,0001) и более короткие задержки (р = 0,008), и отправился короткие расстояния (р = 0,0086), чем контрольные мыши между сеансами.

Рисунок 3
Рисунок 3. T-лабиринту вынуждены чередование задачи с задержками 3, 10, 30 и 60 сек. Примерно через 24 ч после последней тренировки, мыши были подвергнуты пять сессий задержки. Процент правильных ответов для каждой задержки представлена ​​как средство со стандартными ошибками, и были проанализированы двусторонние повторяется ANOVA меры. α-CaMKII + / - мышах показали более низкий процент правильных ответов, чем контрольные мыши в любой задержкивремя (р <0,0001).

Рисунок 4
Рисунок 4. T-лабиринту влево-вправо дискриминации задачи. Мыши ежедневно получали 10 или 20 судебных процессов в сессии. Данные (А) процент правильных ответов (B) задержки (в секундах), (C) пройденное расстояние (см) и (D) количество бездействия ошибки представляются в виде средств, стандартные ошибки для каждого блока из 20 испытаний, которые Были проанализированы двусторонние повторяется ANOVA меры. На начальной тренировки и переучивания сессии 1 месяца после последней тренировки, процент правильных ответов существенно не отличались между α-CaMKII + / - мутантов и контрольных мышей. Мутантных мышей, однако, показали значительно более низкий процент правильных ответов, чем контрольные мыши во время разворота обучения сессий (р = 0,0039).

Discussion

Принудительная смена и влево-вправо дискриминации задач с помощью T-лабиринту широко используется для оценки работы и обращение к памяти, соответственно, в 4,5 грызунов. В T-лабиринту задач, известно, что грызуны могут использовать различные стратегии для выполнения задач, основанных на пространственных и не пространственных сигналов, таких как экстра-лабиринт сигналы, конфигурация помещения реплики, ориентирование в лабиринте, и так далее 6,7,8. Ориентация лабиринт в комнату и ее стабильности, наличие или отсутствие поляризационных сигналов в комнате, и способность грызунов видеть сигналы в комнате могут повлиять на стратегию. Таким образом, исследователи должны рассмотреть конфигурации и ориентации аппарата и сигналы в помещении при проведении эксперимента и интерпретации поведенческих данных. В нашей лаборатории, мы помещаем два аппарата лицом в одном направлении к стене в звуконепроницаемой комнате и набор объектов, таких как дверь в комнату, лампы дневного света на потолке, стенах комнаты, CCD камерыаппаратов, а также стойки для размещения мыши клетки, которые могут служить в качестве экстра-лабиринт пространственными аллюзиями на мышах (см. рисунок 1С).

Во многих случаях, T-лабиринту испытания были проведены вручную на человека экспериментатор следующим образом: в каждом испытании, экспериментатор ставит сахарозы гранул на продукты питания лоток и открывает двери гильотинного аппарата для запуска теста. Потом, когда мышь входит ни рук, экспериментатор закрывает двери, записи поведение мыши, и передает мыши из руки в начале окна вручную. Возможны смешанные переменные обработки взаимодействия с генотипом мыши или экспериментальные условия могут повлиять на Т-лабиринт производительности. За последние десятилетия изменение Т-лабиринте для непрерывного чередования задача, которая не предполагает ручной передачей предмета с целью руку к началу окна были использованы. 9-11 Даже тогда, когда аппарат, протоколы испытаний, и многие экологические переменные энергично приравнивается, станцииndardized поведенческие тесты не всегда дают аналогичные результаты в разных лабораториях 12,13. Конкретные экспериментаторов выполнения тестирования могут быть уникальными для каждой лаборатории, а также может влиять на поведение мышей. Кроме того, человек экспериментатор, как правило, склонны делать ошибки, такие как сахароза кладя шарик, открытие или закрытие других дверей, а также ошибки в отслеживания количества проб и хронометража. Для снижения влияния вмешивающихся факторов и возникновения человеческих ошибок, мы разработали и использовали автоматизированные T-лабиринт аппарата контролируется видео-система слежения с помощью программы изображения TM. Улучшение T-лабиринту аппарат также имеет преимущества, которые позволяют использовать микродиализа, электрофизиологии и optogenetics методы в T-лабиринту производительности, так как двери предназначены для спуститься на пол. Таким образом, автоматизированный аппарат является полезным инструментом для облегчения изучения нейробиологии работы и обращение к памяти у грызунов.

Чтобы включить автоматическое и последовательное выполнение ряда испытаний в сессии, наши протоколы есть потенциальные недостатки. Например, в принудительной смене задачи, время для мышей, чтобы вернуться к S1 от А1 или А2 потенциально могут влиять на их производительность. Оно не может быть серьезной проблемой, однако, поскольку пребывание P1 и P2 область сама по себе может быть пространственной кий и длинный или короткий пребывание в любой области, в принудительного выбора перспективе не может изменить память нагрузки. Еще одна потенциальная проблема в том, что запах следа сделаны мышей, а не пространственной рабочей памяти, могут быть использованы. Однако, после того, как несколько испытаний, запах тропы могут быть перезаписаны несколько раз и станет трудно быть использованы в качестве реплики. Кроме того, в левой свет дискриминации задача, запах тропы могут служить обонятельные сигналы для мышей, чтобы найти расположение награду через последовательные испытания. Сигналы могут повлиять на обучение и память процесса через испытания в сессии, которая потенциально может быть проблемой. Тем не менее,мышей не может использовать стратегию запах следа в самом первом процессе в сессии, и поэтому спектакли первого испытания будет служить показателем, который лишен возможности использования стратегии след запаха.

Как показано на представителя результаты, процент правильных ответов контрольных мышей C57BL/6J постепенно увеличивается между сеансами в обе задачи. Полученные результаты подтверждают, что C57BL/6J мышей может научиться делать правильный выбор в модифицированной автоматической T-лабиринту. В этом исследовании мышей осталась на уровне около 80% правильный выбор и не более даже после обширного обучения (см. Рисунок 2А). Учитывая то, что они держат показаны некоторые упущение ошибки всей тренировки, их мотивация не может быть настолько высокой, для мышей, чтобы достичь более высокого уровня производительности. В вынужденной сменой задач, α-CaMKII + / - мышах показали более низкий процент правильных ответов, чем у контрольных мышей. Таким образом, мутантные мыши отображается нарушения производительности по сравнению с контрольными мышами в этом тапятнистый Этот результат согласуется с предыдущими данными, полученными в восемь рук радиальных лабиринте 2,14, что обеспечивает дальнейшее доказательство того, что α-CaMKII дефицит порождает дефицит в рабочей памяти и вынужден чередование задач в автоматизированной T-лабиринту аппарат с высокой точностью определяет рабочей памяти дефицита мутантных мышей. В лево-правой дискриминации задачи, результаты показывают, что α-CaMKII дефицит дозы не влияет на обращение к памяти. Как видно из результатов обращения обучения сессий, однако, α-CaMKII дефицит может снизить гибкость поведенческих. Мутантных мышей также отображается больше ошибок, чем бездействие контрольных мышей в ходе сессии разворот обучения. Увеличение числа бездействие ошибки могут уменьшить возможность узнать, какие руки связано с наградой. Таким образом, задержка приобретения обучения может быть связано с увеличением числа бездействия ошибки во время начальной сессии, но не нарушение разворот лзарабатывать. Другая возможность состоит в том, что мутанты можно спутать с изменением в правилах, которые могут вызвать упущения и вмешиваться в исполнительную функцию. Таким образом, чтобы сделать обоснованный вывод, пропуск ошибки должны быть рассмотрены, а также правильный выбор процент.

Программа генерирует изображения ТМ дополнительные результаты для задержки и расстояния до завершения сессии, а также процент правильных ответов и количество бездействия ошибки. Различия в задержки и расстояния до завершения сессии не может быть истолковано как разница в уровне двигательной активности, тенденция к импульсивным выбор оружия, мотивация для выполнения этой задачи, привыкание к уровню задач, различные стратегии обучения и т.д. Что касается Представитель результаты, α-CaMKII + / - мышах показали короткие задержки и короче расстояние, чем в контрольной группе. На самом деле, α CaMKII + / - мышах показали hyperlocomotor активностью по сравнению с тОн контрольных мышей 3 и этот фенотип может лежать в основе различий в показателях.

В нашей лаборатории, мы оценили более 36 штаммов генетически модифицированных мышей и дикого типа контрольных мышей в Т-лабиринт тест с использованием автоматизированных аппаратов для выяснения связи между генами, мозг и поведение 15,16. Мы получили большой набор исходных данных более 1200 мышей, и сообщили данные для T-лабиринту производительности в нескольких штаммов мутантных мышей 3,16-22. Данные штаммы уже опубликованы в научной статье, включены в "Мышь поведенческие базы фенотип», как базы данных (URL: http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). Некоторые исследования показали, что мыши с мутантным DTNBP1 1 Nrd1 20 или 21 Plp1 генов показывают дефицит рабочей памяти. Таким образом, наш стандартный протокол для T-лабиринту задач автоматизированногоаппарат предназначен для выявления генетических эффектов на функцию памяти между мутантом и мышей дикого типа управления. Поведенческих протоколы испытаний должны быть стандартизированы, реплицируются, и результаты были сопоставлены между лабораториями. Улучшение T-лабиринт аппарата приводит к автоматизации процедур испытаний, которые могут способствовать стандартизации протоколов, используемых по всей лаборатории.

Как показано в этом видео статьи, текущая версия аппаратной и программной может позволить нам для тестирования черного или агути мышей, но не белых мышей. Теперь мы производим модифицированную версию системы, позволяющей белых мышей к тестированию. Система имеет преимущество, что в естественных условиях микродиализа, в естественных условиях электрофизиологии и optogenetics эксперименты могут быть выполнены в течение T-лабиринту тестирования, так как двери предназначены для спуститься под полом. Например, некоторые исследователи могут попытаться исследовать электрофизиологических свойств нейронов в гиппокампе при выборе оружияхотя некоторые улучшения аппарата могут быть необходимы для минимизации электрических помех от двери и гранул приводов удаление механизма.

Взятые вместе, T-лабиринту вынуждены чередование и влево-вправо дискриминации задач с помощью автоматических аппаратов изменения полезны для оценки работы и обращения к памяти и поведенческой гибкости у мышей.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgements

Мы благодарим Кадзуо Наканиши за помощь в разработке программы изображения TM для поведенческого анализа. Это исследование было поддержано грантом-в-помощь для исследований разведочных (19653081), Грант-в-помощь по научным исследованиям (B) (21300121), дотация для научных исследований в инновационных областях (Комплексная сеть науки о мозге) от Министерство образования, науки, спорта и культуры Японии, грант от Японского Центра Нейроинформатика (NIJC) и грантов от CREST и BIRD Японии науки и технологий агентства (JST).

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