T-laberinto alternancia forzada y la izquierda-derecha para la evaluación de las tareas de discriminación y de trabajo de la memoria de referencia en ratones

Published 2/26/2012
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Neuroscience
 

Summary

En este artículo se presenta el protocolo de pruebas de laberinto en T utilizando un aparato modificado automatizado para la evaluación de las funciones de aprendizaje y memoria en ratones.

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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).

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Abstract

Alternancia forzada e izquierda-derecha tareas de discriminación utilizando el laberinto T han sido ampliamente utilizados para evaluar de trabajo y la memoria de referencia, respectivamente, en los roedores. En nuestro laboratorio, se evaluaron los dos tipos de memoria en más de 30 cepas de ratones modificados genéticamente con la versión automatizada de este aparato. A continuación, presentamos la versión modificada T-laberinto aparato operado por un equipo con un sistema de vídeo-seguimiento y nuestros protocolos en un formato de película. El aparato T-laberinto se compone de pistas divididas fuera por una puerta corredera que automáticamente puede abrir a la baja, cada una con un cajón de salida, un callejón en forma de T, dos cajas con distribuidores automáticos de pellets a un lado de la caja, y dos callejones en forma de L . Cada callejón en forma de L está conectado a la caja de principio, de modo que los ratones pueden volver al cuadro de inicio, que excluye los efectos de la manipulación del experimentador sobre el comportamiento del ratón. Este aparato también tiene una ventaja que en microdiálisis in vivo, in vivo electrofisiología, y las tecnologías de optogenéticaiques se puede realizar durante la ejecución T-laberinto, porque las puertas están diseñadas para ir abajo en el suelo. En este artículo película, se describe laberinto T-tareas con el aparato automático y el rendimiento de T-laberinto de α-CaMKII + / - ratones, que se presentan para mostrar los déficits de memoria de trabajo en la tarea del laberinto radial de ocho brazos. Nuestros datos indicaron que la α-CaMKII + / - ratones mostraron un déficit de la memoria de trabajo, pero sin alteraciones de la memoria de referencia, y son consistentes con los resultados anteriores con la tarea de ocho brazos laberinto radial, que apoya la validez de nuestro protocolo. Además, nuestros datos indican que los mutantes presentaban tendencias a presentar déficit de inversión de aprendizaje, lo que sugiere que α-CaMKII deficiencia provoca la flexibilidad reduce el comportamiento. Así, la prueba de laberinto T utilizando el aparato modificado automático es útil para evaluar de trabajo y la memoria de referencia y la flexibilidad de comportamiento en los ratones.

Protocol

1. Aparatos ajuste

  1. La transmisión automática modificada por T-laberinto aparato (O'Hara & Co., Tokio, Japón) se construye de pistas blancas de plástico con 25 cm de altos muros 1. El laberinto está dividido en 6 áreas de (A1, A2, S1, S2, P1, P2) por puertas correderas (S1, S2, S3, a1, a2, p1, p2) (Figura 1) que puede abrirse automáticamente a la baja. El vástago de la T se compone de área S2 (13 x 24 cm) y los brazos de los T comprenden zonas A1 y A2 (11,5 x 20,5 cm). P1 y P2 áreas comprenden los pasajes de conexión desde el brazo (área A1 o A2) al compartimiento de partida (área S1).
  2. El extremo de cada brazo está equipada con un dispensador de pellets que automáticamente proporciona una pastilla de sacarosa (20 mg, Fórmula 5 TUT, TestDiet, Richmond, IN, EE.UU.) como recompensa. La ingesta de pellets por el ratón es detectado por el sensor de infrarrojos y se registra automáticamente por un ordenador.
  3. El dispositivo de carga acoplada (CCD) se monta encima del aparato para controlar el ratón y #x2019, el comportamiento de s, y las imágenes del aparato y el ratón son capturados por el equipo.
  4. Coloque el aparato T-laberinto en una sala insonorizada (170 x 210 x 200 cm, O'Hara & Co., Tokio, Japón) como sea posible. El aparato está iluminado por las luces fluorescentes a 100 lux en nuestro laboratorio. La intensidad de la luz podría ser más débil que el nivel de lux, pero deben mantenerse a un nivel constante durante todos los experimentos.

2. Animal preparación

  1. Casa de dos a cuatro ratones por jaula en una habitación con temperatura controlada (23 ± 2 ° C) con 12 horas de luz / oscuridad ciclo (luces encendidas a las 7:00 AM), de acuerdo a la orientación y los protocolos establecidos por el Cuidado de Animales local, y el empleo Comisión.
  2. Transferencia de todas las jaulas que contienen los ratones en la sala insonorizada de la sala de la vivienda por lo menos 30 minutos antes de la primera prueba comienza.
  3. Todos los experimentos se realizan siempre durante el mismo período de tiempo (por ejemplo, de 9:00 AM a 6:00 PM). Durante la prueba de PEríodo, los sujetos de cada genotipo o de la condición experimental deben ser probados con el fin de contrapeso, ya que podría haber un efecto potencial de las veces en un día en el desempeño de la tarea.

3. La restricción de alimentos

  1. Hasta el comienzo del experimento, dar acceso libre a la norma de pellets chow y el agua a los ratones.
  2. Desde una semana antes de las sesiones de pre-formación, pesan los ratones al día y alimentarlos con comida estándar de pellets para mantener un 80% a 85% de su peso corporal libre de la alimentación durante todo el experimento.
  3. Proporcionar a diario con ocho pastillas de sacarosa por ratón, además de estándar de pellets chow en su jaula para habituar a los pellets de sacarosa hasta el inicio de las sesiones de entrenamiento de pre-.

4. La habituación a los aparatos y la formación de pre-

  1. S Placeix bolitas de sacarosa por ratón en el centro de cada uno de los seis compartimentos del aparato, y un depósito de pellets en cada bandeja de los dispensadores de alimentos.
  2. Coloque todos los ratones en una jaula dentro del aparato y les permiten explorar libremente el aparato con todas las puertas abiertas durante 30 minutos.
  3. De un día después de la habituación, los ratones a diario sometidos a pre-entrenamiento. Con todas las puertas cerradas y el sedimento depositado en la bandeja de alimentación, ratón lugar en el área A1. Si el ratón consume el transcurrir de pellets o 5 min, transferir el ratón para el área A2 y empezar otra vez de pre-entrenamiento. Dicha formación se repite cinco veces al día, y continuó hasta que los ratones consumen más de 80% de los pellets.
  4. Después de las sesiones de entrenamiento son pre-completa, los ratones son sometidos a cualquiera de una tarea de alternancia forzada o izquierda-derecha tarea de discriminación.

5. La alternancia forzada tarea

  1. En la tarea de alternancia forzada, cada ensayo consta de un fol elección de ejecución forzadaseguido por un plazo de libre elección.
  2. Ejecute el programa de aplicación (imagen TM) para el inicio de la tarea, y coloque el ratón en el cajón de salida (área S1).
  3. Haga clic en el botón de inicio, y comienza una carrera de elección forzada. En esta ejecución, las puertas de caja de inicio (puerta S2) y de área A1 o bien (puerta A1) o zona A2 (A2 puerta) se abren, y una sacarosa sedimento se envían automáticamente a la bandeja de alimentación de la zona con la puerta abierta . El ratón se le permite entrar en el área y para consumir la pastilla. Cuando el ratón se ha comido la pastilla, la puerta cerca de la bandeja de comida del brazo que el ratón se queda en la actualidad (ya sea p1 puerta o P2) se abre. Luego, el ratón se acerca a la puerta (S1 o S3) vecinos de la casilla de inicio, y ya sea la puerta de p1 o p2 está cerrada y los s1 puerta (o S3) se abre para que el ratón se puede volver al cuadro de inicio. Si el ratón no come la pastilla en 30 segundos, la respuesta se registra como un "error de omisión". A continuación, el precipitado se elimina automáticamente de la bandeja de alimentos y tél la puerta del brazo que los ratones alojado (ya sea P1 o P2) se abre, y luego el ratón se puede volver al cuadro de inicio.
  4. Después de la carrera de elección forzada, la ejecución de libre elección se inicia automáticamente. La puerta s2 y tanto las puertas A1 y A2 se abren. El ratón se le permite elegir entre los dos brazos. Si el mouse entra en el brazo opuesto al que se vio obligado a elegir en el plazo de elección forzada, su respuesta se considera que es "correcto" y el ratón recibe una pastilla de sacarosa. Si el ratón no come la pastilla en 30 segundos, la respuesta se registra como un "error de omisión", y el sedimento se eliminan automáticamente de la bandeja de comida. Si el ratón pasa con el brazo mismo que visitó en la tarea de elección forzada, el ratón está confinado dentro de la zona durante 10 segundos como castigo ("Error" de respuesta). Entonces, las puertas de la P1 (o S1) y P2 (o S3) se abren, y el ratón se puede volver al cuadro de inicio.
  5. Un ratón es sometido a 10 ensayos consecutivos en un período de sesiones pordía (corte tiempo, 50 min). Los ratones de control son entrenados diariamente para alcanzar un promedio del grupo de 80% de respuesta correcta en una sesión. El promedio del grupo de respuesta correcta se calcula promediando las respuestas correctas% de cada ratón en una sesión en cada grupo.
  6. Después de los ratones de control y / o experimentales están capacitados para el criterio, que aún puede probar los ratones en la tarea retardada de alternancia mediante la inserción de 3 -, 10 -, 30 - o 60-S los retrasos entre la elección forzada y la libre elección- ejecuta.
  7. Después de cada sesión, vuelve a los ratones a su jaula, y limpiar el aparato con agua súper hipocloroso (pH 6-7) para evitar un sesgo basado en señales olfativas.

6. Izquierda-derecha tarea de discriminación

  1. En la tarea de discriminación de izquierda a derecha, cada ratón se le da un plazo de libre elección de los 10 o 20 ensayos. Un sacarosa sedimento se entrega siempre a la bandeja de alimentación de uno de los brazos, a saber, el brazo meta. Los ratones tienen que aprender a entrar en el grupo objetivo. La ubicación del objetivoel brazo es invariable en todos los ensayos y las sesiones, y se compensa a través de ratones control y experimentales.
  2. Ejecute el programa de aplicación (imagen TM) para el inicio de la tarea, y coloque el ratón en la caja de inicio (área S1).
  3. Haga clic en el botón de inicio, y comienza una carrera de libre elección. En este plazo, la puerta de s2 y las dos puertas A1 y A2 se abrió, y un dispensador de pellets ofrece automáticamente una pastilla a la bandeja de comida del brazo de meta. El ratón se le permite elegir libremente entre los brazos izquierdo y derecho. Cuando el ratón entra en el grupo meta, se considera una respuesta correcta. Si el ratón se come el pellet o 30 segundos transcurren, p1 pista (o P2) se abre. Cuando el ratón se acerca al cajón de salida al pasar por el área de P1 (o P2), s1 puerta (o S3) se abre para que el ratón se puede volver al cuadro de inicio.
  4. Un ratón se somete habitualmente a 10 a 20 ensayos consecutivos en un período de sesiones por día (tiempo de corte, 50 min). Los ratones de control son entrenados diariamente para alcanzar un promedio del grupo de 80% correct respuesta en un período de sesiones. El promedio del grupo de respuesta correcta se calcula promediando las respuestas correctas% de cada ratón en una sesión en cada grupo.
  5. Después de alcanzar el criterio de los ratones, se puede dar sesiones adicionales a los ratones, ya sea para evaluar la memoria de retención y volver a aprender mediante la inserción de un retraso de varias semanas entre las sesiones o para evaluar la flexibilidad de comportamiento mediante la colocación de la recompensa en el frente, el brazo previamente trampas sin cebos (es decir, la inversión aprendizaje), según sea necesario.
  6. Después de cada sesión, vuelve a los ratones a su jaula, y limpiar el aparato con agua súper hipocloroso (pH 6-7) para evitar un sesgo basado en señales olfativas.

7. Análisis de imágenes

  1. Comportamientos en el aparato T-laberinto son registrados por una cámara de vídeo conectada a un ordenador y la imagen se almacena en un formato TIFF. La aplicación que se utiliza para obtener y analizar los datos sobre el comportamiento de la imagen (TM) se basa en la imagen pública del programa de dominio J (desarrollado porWayne Rasband en el Instituto Nacional de Salud Mental y disponible en http://rsb.info.nih.gov/ij/ ), que fue modificada por Tsuyoshi Miyakawa (disponible a través de O'Hara & Co., Tokio, Japón).
  2. El programa de la imagen TM genera automáticamente los archivos de texto para el porcentaje de respuesta correcta, la latencia (segundos) para completar una sesión, la distancia recorrida durante la sesión, y el número de errores de omisión en la sesión. Además, las imágenes de trazas de un ratón, los datos en bruto de posición, y los datos en bruto de respuesta (omisión correcta, o error) en cada carrera se producen y se guarda.

8. El análisis estadístico

Analizar cada uno de los datos de comportamiento por parte de dos vías (condición experimental (por ejemplo, genotipo) sesión X o condición experimental RETRASO x) análisis de medidas repetidas de la varianza.

9. Los resultados representativos

Un ejemplo de los resultados de T-laberinto α-CaMKII + / - maratones LE y sus compañeros de camada de tipo salvaje de control (C57BL/6J fondo) (11-18 semanas de edad, n = 10 por grupo de alternancia forzada o izquierda-derecha tarea de discriminación) se muestra en las figuras 2-4. Debido a α-CaMKII + / - ratones muestran altos niveles de agresión hacia sus compañeros de jaula 2,3, tanto los mutantes y los ratones de control fueron alojados individualmente en una jaula de plástico (22,7 x 32,3 x 12,7 cm) después del destete. Los experimentos fueron aprobados por el Cuidado de Animales institucional y el empleo de la Salud de la Universidad Fujita.

En la tarea de alternancia forzada, los ratones de control cada vez más aprender a tomar decisiones correctas, y por lo general puede alcanzar el criterio de una media de respuesta del 80% de respuestas correctas en alrededor de 1 a 2 semanas (Figura 2A). En comparación con los ratones de control, α-CaMKII + / - ratones mostraron un porcentaje significativamente menor de respuestas correctas (GENOTIPO: F (1,18) = 29.04, p <0,0001) y menor latencia (GENOTIPO: F (1,18) = 8,88 , p = 0,008; GENOTIPO Sesión X: F (9,162) = 2.24, p = 0,0218) y viajó por una más corta dIstance (GENOTIPO: F (1,18) = 8,67, p = 0,0086; GENOTIPO X Sesión: F (9,162) = 3.19, p = 0,0014) que los ratones de control (Figura 2A, B y C). No tiene efecto significativo del genotipo se encontró en los errores de omisión (Figura 2D). Además, en la tarea retardada de alternancia, los porcentajes de elección correcta de α-CaMKII + / - ratones fueron significativamente más bajos que los de ratones de tipo salvaje en cualquier tiempo de retardo (GENOTIPO: F (1,18) = 38.781, p <0,0001; RETRASO : F (3,54) = 8,074, p = 0,0002; GENOTIPO X RETRASO: F (3,54) = 0,223, p = 0,88; Figura 3). Estos resultados indican que los mutantes muestran deterioro del rendimiento en comparación con los ratones control, aunque los ratones mutantes podría realizar la tarea más rápido que los controles, lo que sugiere que α-CaMKII deficiencia induce un déficit de memoria de trabajo.

En la tarea de discriminación de izquierda a derecha, los porcentajes de elección correcta de la α-CaMKII + / - mutantes aumenta gradualmente a través de sesiones, similar a los ratones control (Figura 4). Además, cuando un retraso de 1 mes se inserta entre las sesiones, No hubo diferencias significativas en el porcentaje de respuestas correctas entre los ratones mutantes y control. Al igual que en la tarea de alternancia forzada, α-CaMKII + / - mutantes mostraron una latencia significativamente más corto para completar un período de sesiones (GENOTIPO: F (1,18) = 12.12, p = 0,0027) y más corta la distancia recorrida en el aparato durante una sesión (genotipo : F (1,18) = 25,08, p <0,0001; GENOTIPO Sesión X: F (15,270) = 2.83, p = 0,0004) que los ratones control a través de las sesiones de entrenamiento (Figura 4B y C). Estos datos indican que no α-CaMKII dosis de la deficiencia afecta a la memoria de referencia según la evaluación de esta tarea. En las sesiones de aprendizaje reversión, sin embargo, α-CaMKII + / - mutantes mostraron un porcentaje significativamente menor de respuestas correctas (GENOTIPO: F (1,18) = 10,92, p = 0,0039; GENOTIPO X Sesión: F (5,90) = 5,54, p = 0,0002; Figura 4A) y tenían más errores de omisión (genotipo: F (1,18) = 17,12, p = 0,0006; Figura 4D) que los ratones de control. Estos hallazgos sugieren que la α-CaMKII + / - ratones mutantes han reducido la flexibilidad del comportamiento.

<clase p = "jove_content"> Figura 1
Figura 1. (A) T-laberinto aparato para la alternancia forzada y de izquierda a derecha las tareas de discriminación. La cifra se cita a Takao et al. (2008). (B) La imagen fue capturado por una cámara CCD montada por encima del aparato. El T-laberinto está dividido en 6 áreas de (A1, A2, S1, S2, P1, P2) por puertas correderas (S1, S2, S3, a1, a2, p1, p2). (C) de configuración y la orientación de las claves de aparatos y extra-laberinto-en una sala insonorizada. Dos aparatos se colocan mirando en la misma dirección hacia una pared en una sala insonorizada, y los objetos, como una puerta de la habitación, las luces fluorescentes en el techo, las paredes de la sala, cámaras CCD de los aparatos, y los estantes para acomodar el ratón jaulas se han colocado.

Figura 2
Figura 2. T-laberinto tarea de alternancia forzada. Los ratones recibieron 10 ensayos diarios por Session. Datos de (A) el porcentaje de respuestas correctas, (B) de latencia (segundos), (C) la distancia recorrida (cm), y (D) el número de errores de omisión representados como los medios con los errores estándar para cada bloque de dos sesiones, y se analizados por un ANOVA de dos vías de medidas repetidas. α-CaMKII + / - ratones mostraron un menor porcentaje de respuestas correctas (p <0,0001) y una latencia más corta (p = 0,008), y recorrió una distancia más corta (p = 0,0086) que los ratones control a través de sesiones.

Figura 3
Figura 3. T-laberinto tarea de alternancia forzada con demoras de 3, 10, 30 y 60 seg. Aproximadamente 24 horas después de la última sesión de entrenamiento, los ratones fueron sometidos a cinco sesiones de retardo. El porcentaje de respuestas correctas para cada retraso se representa como los medios con los errores estándar, y se analizaron mediante un ANOVA de dos vías de medidas repetidas. α-CaMKII + / - ratones mostraron un menor porcentaje de respuestas correctas que los ratones control en cualquier demoratiempo (p <0,0001).

Figura 4
Figura 4. T-laberinto de izquierda a derecha tarea de discriminación. Los ratones recibieron diariamente 10 ó 20 ensayos en una sesión. Datos de (A) el porcentaje de respuestas correctas, (B) de latencia (segundos), (C) la distancia recorrida (cm), y (D) el número de errores de omisión son representados como los medios con los errores estándar para cada bloque de 20 ensayos, que se analizaron mediante un ANOVA de dos vías de medidas repetidas. Durante las sesiones de formación inicial y las sesiones de reaprendizaje un mes después de la última sesión de entrenamiento, el porcentaje de respuestas correctas no difieren significativamente entre los α-CaMKII + / - mutantes y los ratones de control. Los ratones mutantes, sin embargo, mostraron un porcentaje significativamente menor de respuestas correctas que los ratones de control durante las sesiones de aprendizaje inverso (p = 0,0039).

Discussion

Forzadas tareas de discriminación de alternancia e izquierda-derecha usando el T-laberinto se utilizan ampliamente para evaluar la memoria de trabajo y de referencia, respectivamente, en los roedores 4,5. En las tareas de laberinto en T, se sabe que los roedores pueden utilizar diferentes estrategias para realizar las tareas, a partir de señales espaciales y no espaciales, como las señales extra-laberinto, la configuración de las claves de la habitación, la orientación del laberinto, y así sucesivamente 6,7,8. Orientación del laberinto en una habitación y su estabilidad, ausencia o presencia de señales de polarización en la habitación, y la capacidad de los roedores para ver las señales en la habitación puede afectar a las estrategias. Por lo tanto, los investigadores deben tener en cuenta la configuración y la orientación de los aparatos y señales en una habitación en la realización de un experimento y una interpretación de los datos de comportamiento. En nuestro laboratorio, nos coloca frente a dos aparatos en la misma dirección hacia una pared en una habitación insonorizada y objetos del juego, como una puerta de la habitación, las luces fluorescentes en el techo, las paredes de la sala, las cámaras CCD delos aparatos, y los estantes para dar cabida a las jaulas de ratones, que pueden servir como señales extra-laberinto espacial en ratones (véase la Figura 1C).

En muchos casos, las pruebas de laberinto en T se han llevado a cabo manualmente por un experimentador humano como sigue: En cada ensayo, el experimentador coloca una bolita de sacarosa en la bandeja de alimentación, y abre las puertas de guillotina del aparato para iniciar la prueba. Entonces, cuando el ratón entra en cualquiera de los brazos, el experimentador cierra las puertas, los registros del comportamiento del ratón, el ratón y los transfiere desde el brazo hasta el cajón de salida con la mano. Las posibles variables de confusión de manejar la interacción con el genotipo del ratón o las condiciones experimentales pueden afectar el rendimiento T-laberinto. Durante la última década, la modificación T-laberinto de prueba para una tarea de alternancia continua que no implica la transferencia manual de la asignatura desde el brazo de gol a la caja de inicio se ha utilizado. 9.11 Aún cuando el aparato, los protocolos de prueba, y muchas variables ambientales se equipara con fuerza, estacionesndardized pruebas de comportamiento no siempre producen resultados similares en los distintos laboratorios 12,13. Experimentadores específicas que realizan las pruebas pueden ser únicos para cada laboratorio y también puede influir en el comportamiento de los ratones. Además, un experimentador humano es generalmente tiende a hacer fallos, tales como sacarosa extraviar un gránulo, abriendo o cerrando otras puertas, así como errores en el seguimiento del número de prueba y cronometraje. Para reducir la influencia de las variables de confusión y la ocurrencia de errores humanos, hemos desarrollado y utilizado el automático T-laberinto aparatos controlados por un sistema de video-tracking con el programa de imagen TM. La mejora de T-laberinto aparato también tiene ventajas que nos permiten utilizar microdiálisis, la electrofisiología, y las técnicas de optogenética durante la ejecución T-laberinto, porque las puertas están diseñadas para ir abajo en el suelo. Así, el aparato automatizado es una herramienta útil para facilitar los estudios de la neurobiología de trabajo y la memoria de referencia en los roedores.

Para habilitar la ejecución automática y sucesiva de una serie de pruebas en una sesión, los protocolos tienen algunas desventajas potenciales. Por ejemplo, en la tarea de alternancia forzada, el tiempo para que los ratones que volver a S1 de A1 o A2 podría afectar su rendimiento. Puede que no sea un problema grave, sin embargo, ya se hallen o P1 P2 área de sí mismo puede ser una señal espacial y una estancia larga o corta en cualquiera de estas áreas en un plazo de elección forzada no puede cambiar una carga de memoria. Otro problema potencial es que sendero olor hecha por los ratones, en lugar de la memoria de trabajo espacial, podría ser utilizado. Sin embargo, después de que unos pocos ensayos, rutas de olor puede ser sobrescrito varias veces y se vuelven difíciles de ser utilizados como pistas. Además, en la tarea de discriminación izquierda-la luz, senderos olor puede servir como señales olfativas para los ratones para encontrar la ubicación de una recompensa a través de sucesivos ensayos. Las señales podrían influir en el proceso de aprendizaje y la memoria a través de ensayos en una sesión, lo que potencialmente puede ser un problema. Sin embargo,los ratones no se puede utilizar la estrategia de rastro de olor en el juicio de primera en una sesión y por lo tanto los resultados de los primeros ensayos que sirven como un índice que carece de un uso potencial de la estrategia de rastro de olor.

Como se muestra en los resultados representativos, las respuestas correctas por ciento de los ratones de control C57BL/6J aumentó gradualmente a través de sesiones en ambas tareas. Los hallazgos confirman que los ratones C57BL/6J puede aprender a tomar decisiones correctas en la modificación automática de T-laberinto. En este estudio, los ratones permaneció en torno al 80% de respuestas correctas decisiones y no más, incluso después de una amplia formación (véase la Figura 2A). Teniendo en cuenta que siguen mostrando algunos errores de omisión a través de los entrenamientos, su motivación no puede ser tan alto para los ratones como para alcanzar mayores niveles de rendimiento. En la tarea de alternancia forzada, α-CaMKII + / - ratones mostraron un menor porcentaje de respuestas correctas que los ratones control. Así, los ratones mutantes muestran deterioro del rendimiento en comparación con los ratones de control en este TAsk. Este resultado es consistente con los resultados anteriores obtenidos en la prueba del laberinto de ocho brazos radiales 2,14, proporcionando más evidencia de que la deficiencia de α-CaMKII induce a los déficits en la memoria de trabajo y que la tarea de alternancia forzada en el automático T-laberinto aparato detecta con precisión trabajar los déficits de memoria de los ratones mutantes. En la tarea de discriminación de izquierda a derecha, los resultados indican que no α-CaMKII dosis de deficiencia de afectar a la memoria de referencia. Como se muestra en los resultados de las sesiones de aprendizaje reversión, sin embargo, α-CaMKII deficiencia puede reducir la flexibilidad del comportamiento. Los ratones mutantes también se muestran más errores de omisión que los ratones de control durante las sesiones de aprendizaje inverso. El aumento en el número de errores de omisión podría reducir la posibilidad de aprender que el brazo está asociado con la recompensa. Por lo tanto, la adquisición de aprendizaje retardada puede ser debido al aumento en el número de errores de omisión durante las sesiones iniciales, pero no a l impedimentos reversiónganar. Otra posibilidad es que los mutantes podrían ser confundidos por el cambio en las reglas, lo que podría inducir a errores de omisión y de interferir con la función ejecutiva. Por lo tanto, llegar a una conclusión razonable, errores de omisión debe ser examinado, así como porcentaje de la elección correcta.

El programa de imagen TM genera los resultados adicionales para la latencia y la distancia recorrida para completar una sesión así como el porcentaje de respuesta correcta y el número de error de omisión. Las diferencias en la latencia y la distancia recorrida para completar una sesión se puede interpretar como una diferencia en el nivel de actividad locomotora, la tendencia impulsiva a la elección de los brazos, la motivación para realizar la tarea, el nivel de habituación a la tarea, la estrategia de aprendizaje diferente, etc En cuanto a la resultados representativos, α-CaMKII + / - ratones mostraron más corta latencia y más corta distancia recorrida que los de los controles. De hecho, α CaMKII + / - ratones mostraron una actividad hyperlocomotor comparación con tque los ratones control 3 y este fenotipo podría subyacen a las diferencias en los índices.

En nuestro laboratorio, hemos evaluado más de 36 cepas de ratones genéticamente modificados y ratones de tipo salvaje de control en una prueba de laberinto en T utilizando el aparato automático para dilucidar la relación entre los genes, el cerebro y el comportamiento de 15,16. Hemos obtenido un gran conjunto de datos en bruto de más de 1.200 ratones, y han informado de los datos para el cumplimiento de T-laberinto en varias cepas de ratones mutantes 3,16-22. Los datos de las cepas ya publicadas en el artículo de investigación se incluyen en la "Base de datos fenotipo conductual del ratón", como una base de datos pública (URL: http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). Algunos de los estudios demostraron que los ratones con un mutante DTNBP1, Nrd1 20, o los genes PLP1 21 muestran déficits de memoria de trabajo. Por lo tanto, nuestro protocolo estandarizado para las tareas de laberinto en T con el automatizadoaparato es adecuado para la detección de los efectos genéticos sobre la función de memoria entre los ratones de control de mutantes y de tipo salvaje. Los protocolos de pruebas de comportamiento necesitan ser estandarizadas, reproducirse, y los resultados comparados entre laboratorios. El mejor aparato de T-laberinto conduce a la automatización de los procedimientos de prueba, que puede contribuir a la normalización de los protocolos utilizados en los laboratorios.

Como se muestra en este artículo de vídeo, la versión actual del aparato y el programa nos puede permitir poner a prueba negro o ratones agouti, pero los ratones no albinos. Ahora, estamos produciendo una versión modificada del sistema para permitir que los ratones albinos a ensayar. El sistema tiene una ventaja que en microdiálisis in vivo, in vivo electrofisiología, y los experimentos optogenética se puede realizar durante la prueba de laberinto en T, ya que las puertas están diseñados para ir hacia abajo por debajo del piso. Por ejemplo, algunos investigadores podrían tratar de investigar las propiedades electrofisiológicas de las neuronas en el hipocampo durante la elección de las armasa pesar de algunas mejoras en el aparato podría ser necesaria para minimizar el ruido eléctrico de las puertas y los actuadores de pellets de eliminación del mecanismo.

En conjunto, T-laberinto obligados tareas de alternancia y de izquierda-derecha discriminación utilizando el aparato modificado automática son útiles para evaluar la memoria de trabajo y de referencia y flexibilidad de comportamiento en los ratones.

Disclosures

No hay conflictos de interés declarado.

Acknowledgements

Damos las gracias a Kazuo Nakanishi por su ayuda en el desarrollo del programa de imagen TM para el análisis del comportamiento. Esta investigación fue apoyada por la subvención-en-Ayudas a la Investigación exploratoria (19653081), Grant-en-Ayudas a la Investigación Científica (B) (21.300.121), Grant-en-Ayudas a la Investigación Científica en áreas de innovación (Red Integral de la Ciencia del Cerebro) de el Ministerio de Educación, Ciencia, Deportes y Cultura de Japón, donación de Neuroinformática Centro Japonés (NIJC), y donaciones de CREST y aves de Japón Agencia de Ciencia y Tecnología (JST).

References

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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

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