T-labirent Zorla Değişim ve Çalışma ve Fareler Referans Bellek değerlendirilmesi için sağ-sol Ayrımcılık Görevler

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

Summary

Bu makale, farelerde öğrenme ve hafıza işlevleri değerlendirmek için bir değiştirilmiş otomatik bir aparat kullanılarak T-labirent test protokolü sunar.

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

Zorla değişim ve T-labirent kullanarak sağ-sol ayrımı görevleri yaygın kemirgenlerde, sırasıyla, çalışma ve başvuru bellek değerlendirmek için kullanılmaktadır. Laboratuarımızda, bu cihazların otomatik sürümünü kullanarak genetiğiyle oynanmış farelerin 30'dan fazla suşlarında bellek iki tür değerlendirildi. Burada, bir video izleme sistemi ve bir film formatında protokolleri ile bir bilgisayar tarafından işletilen modifiye T-labirent cihazları sunuyoruz. T-labirent aparat otomatik olarak aşağı doğru açabilir kapı, bir başlangıç ​​kutusu ile her biri, bir T-şekilli alley, kutunun otomatik bir tarafında pelet dağıtıcılar ile iki kutular, ve iki L-şekilli alleys sürgü tarafından kapalı bölümlenmiş pistleri oluşmaktadır . Fareler fare davranışı üzerinde deneyci işleme etkileri hariç başlangıç ​​kutusuna dönmek böylece Her L şeklindeki sokak başlangıç ​​kutusuna bağlanmıştır. Bu aygıt aynı zamanda, bir avantaja sahiptir in vivo, in vivo elektrofizyolojide mikrodiyaliz, ve optogenetics Technkapılar zemine inmek için tasarlanmış oldukları iques T-labirent performansı sırasında yapılabilir. Sekiz kollu radyal labirent görev bellek kusuru çalışma göstermek için rapor edilir fareler, - bu film yazıda otomatik cihaz ve α-CaMKII + / T-labirent performansı kullanarak T-labirent görevleri açıklar. Fareler çalışan bir bellek kaybı, ancak başvuru bellek hiçbir bozulma saptandı, ve protokol geçerliliğini destekleyen sekiz kollu radyal labirent görev kullanarak önceki bulgularla tutarlıdır - Bizim veri α-CaMKII + / belirtti. Ayrıca, veri mutantlar α-CaMKII eksikliği azalmış davranışsal esneklik neden düşündüren, tersine öğrenme açıkları sergileme eğiliminde olduğunu göstermektedir. Böylece, otomatik olarak modifiye aparatı kullanılarak T-labirent testi çalışma ve referans bellek ve farelerde davranışsal esneklik değerlendirmek için yararlıdır.

Protocol

1. Aparatı ayarı

  1. Otomatik modifiye T-labirent aparatı (O'Hara & Co, Tokyo, Japonya) 25 cm yüksekliğinde duvarlar 1 ile beyaz plastik pist inşa edilmiştir. Labirent otomatik olarak aşağı doğru açılabilir sürgülü kapılar (s3, a1, a2, p1, p2, s1, s2) (Şekil 1) 6 alanlar (A1, A2 S2, S1, P1, P2) içine kapalı bölümlenmiş. T kök S2 alanda oluşan (13 x 24 cm) ve T kollar alanları A1 ve A2 (11.5 x 20.5 cm) ihtiva edilir. Alanların P1 ve P2 başlangıç ​​bölmesi (alanı S1) ile kol (alanı A1 veya A2) için bağlanma pasajlar içermektedir.
  2. Her kolun sonunda otomatik bir ödül olarak bir sükroz pelet (20 mg, Formula USA, IN 5 TUT, TestDiet, Richmond) sağlayan bir pelet dağıtıcı ile donatılmıştır. Fare ile pelet emme kızılötesi sensörü tarafından tespit edilir ve otomatik olarak, bir bilgisayar tarafından kaydedilmektedir.
  3. Charge Coupled Device (CCD) kamera farenin & # izlemek için cihaz üzerine monte edilmişx2019; davranış ve aparatları ve fare görüntüleri bilgisayar tarafından yakalanır.
  4. Ses geçirmez bir odada (170 x 210 x 200 cm, O'Hara & Co, Tokyo, Japonya) mümkün olduğu kadar T-labirent aparat yerleştirin. Cihazı laboratuvarımızda 100 lux floresan ışıkları ile aydınlanıyor. Işık yoğunluğu bu lux seviyesi daha zayıf olabilir ama bütün bu deneyler sırasında sabit bir seviyede tutulmalıdır.

2. Hayvan hazırlığı

  1. Evi sıcaklık kontrollü bir odaya kafes başına iki dört fareler hakkında (23 ± 2 ° C) rehberlik ve yerel Hayvan Bakımı tarafından kurulmuş protokollere göre, 12 saat aydınlık / karanlık döngüsü (AM 7:00 'de ışıklar) ile ve Komite kullanın.
  2. İlk duruşma başlamadan önce konut odadan ses yalıtımlı odaya en az 30 dakika fareler içeren tüm kafesleri aktarın.
  3. Tüm deneyler her zaman aynı zaman diliminde (örneğin, 9:00 6:00 PM arası) sırasında uygulanmalıdır. Test sırasında PEgörev performansını bir gün içinde zaman potansiyel bir etkisi olabilir bu yana beklenilirlik, her genotip veya deneysel durumundan konular, dengeli amacıyla test edilmelidir.

3. Gıda kısıtlama

  1. Denemenin başında kadar, farelere ücretsiz standart pelet yemi erişim ve su verin.
  2. Öncesi eğitim 1 hafta önce itibaren, günlük fareler tartmak ve deney boyunca kendi özgür-beslenme vücut ağırlığının% 80 ile% 85 korumak için standart pelet yemi ile onları beslemek.
  3. Öncesi eğitim oturumları başına kadar sukroz topakları alışmakta evlerine kafesi standart pelet yemi ek olarak fare başına sekiz sakkaroz pelet ile günlük sağlayın.

4. Cihaz ve öncesi eğitime Alışma

  1. Yeri sgıda dağıtıcıları her tepsiye aparatı altı bölmeleri, ve mevduat bir pelet her birinin merkezi haline fare başına ix sukroz pelet.
  2. Aygıtı içine bir kafeste bütün fareler yerleştir ve bunların serbest 30 dakika boyunca açık tüm kapı ile aparatı araştırmak için olanak sağlar.
  3. 1 günden habitüasyon sonra, fareler, günlük ön-eğitimi tabi tutulur. Bütün kapılar kapalı ve pelet alanı A1 içine yiyecek tepsisi, yerde fare yatırılır ile. Fare pelet veya 5 dakika geçtikten tüketir ise, alanda A2 fare aktarmak ve yeniden öncesi eğitim başlar. Bu eğitim günde beş defa tekrarlanan ve fareler peletlerin% 80'den fazlasını tüketmek kadar devam edilir.
  4. Öncesi eğitimler tamamlandıktan sonra, fareler zorla değişmesinde görev veya sağ-sol ayrımı görevi ya tabi tutulur.

5.. Zorla münavebe görev

  1. Zorla münavebe görevi, her araştırma bir zorunlu seçim vadede fol oluşurbir özgür seçim tarafından işletilmektedir izlendi.
  2. Görevin başlaması için uygulama programı (Görüntü TM) çalıştırın ve başlangıç ​​kutusu (bölge S1) bir fare koyun.
  3. Başlat düğmesini tıklatın ve bir zorunlu seçim çalışma başlar. Bu dönemde, başlangıç ​​kutusu (kapı s2) ve alan A1 (kapı a1) veya alanda A2 (kapı a2) ya kapıları açılır ve bir sükroz pelet otomatik kapı açıkken alanının gıda tepsi teslim edilir . Fare alanına girmek ve pelet tüketmeye izin verilir. Fare pelet yiyen, fare anda kalmasını kolu (kapı p1 veya p2 ya) ile gıda tepsi yakınında Kapı açıldığında. Sonra, fare başlangıç ​​kutusu komşu kapısı (s1 veya s3 ya), yaklaşır ve kapıyı p1 veya p2 ya kapalı ve kapı s1 (veya S3) fare başlangıç ​​kutusuna dönmek böylece açıldı. Fare 30 sn içinde pelet yemek için başarısız olursa, yanıt bir "atlandığını Hata" olarak kaydedilir. Sonra, pelet otomatik gıda tepsi ve t çıkarılırfareler (p1 veya p2 ya) kaldığı kolunun o kapısı açıldı ve sonra fare başlangıç ​​kutusuna dönebilirsiniz.
  4. Force-choice vadede ardından, serbest seçim çalışma otomatik olarak başlar. Kapı s2 ve kapılar a1 ve a2 hem de açıldı. Fare iki kolu arasında bir seçim için izin verilir. Fare bunu zorunlu seçim vadede seçim yapmak zorunda olduğunu tersi kol girerse, onun yanıtı "Doğru" olarak kabul ve fare bir sükroz pelet alır. Fare 30 saniye içinde pelet yemeye başarısız olursa, yanıt bir "atlandığını hatası" olarak kaydedilir ve pellet otomatik gıda tepsi kaldırılır. Bu zorunlu seçim görev ziyaret gibi fare aynı kola giderse, fare bir ceza ("Hata" yanıtı) olarak 10 sn alanı içine hapsedilmiştir. Sonra, p1 kapıları (veya s1) ve p2 (veya S3) açılır ve fare başlangıç ​​kutusuna dönebilirsiniz.
  5. Bir fare başına bir oturumda 10 ardışık denemeler tabi tutulurgün (kesim süresi 50 dk). Kontrol farelerde bir oturumda% 80 doğru yanıt bir grup ortalamasını yakalamak için günlük eğitilmiştir. Doğru yanıtın grubu ortalama her grupta bir oturumda her bir farenin% doğru yanıt ortalaması alınarak hesaplanır.
  6. , - 30 -, 10 - Kontrol ve / veya deneysel fareler kriteri için eğitilmiş sonra, daha fazla 3 takarak gecikmiş münavebe görev farelerde test edebilirsiniz, ya da zorunlu seçmeli ve serbest seçim arasında 60-s gecikmeler çalıştırır.
  7. Her idmandan sonra kendi kafesine fareler dönün ve koku ipuçları dayalı bir önyargı önlemek için süper hipokloröz su (pH 6-7) ile cihazı temizleyin.

6. Sağ-sol ayrımı görev

  1. Sağ-sol ayrımı görevi, farenin her 10 veya 20 denemeler ücretsiz bir seçim çalışma verilir. Bir sukroz pelet zaman yani silah birinde, hedefe kol gıda tepsi teslim edilir. Fareler hedefe kol girmek için öğrenmek zorunda. Hedefi konumukol çalışma ve oturumlar boyunca sabittir, kontrol ve deney fareleri üzerinde gevşetilebilir.
  2. Görevin başlaması için uygulama programı (Görüntü TM) çalıştırın ve başlangıç ​​kutusu (bölge S1) içine bir fare koyun.
  3. Başlat düğmesini tıklatın ve bir serbest seçim çalışma başlar. Bu dönemde, s2 kapı ve kapı a1 ve a2 hem de açıldı ve bir pelet dağıtıcı otomatik olarak hedefe kolunun gıda tepsiye bir pelet teslim edilir. Fare serbestçe sağ ve sol kolları arasında seçim için izin verilir. Fare golü kolu girdiğinde, doğru bir cevap olarak mütalaa edilmektedir. Fare saçma veya 30 saniye geçtikten sonra, kapı p1 (veya p2) yerse açıldı. Fare alan P1 (veya P2) geçerek başlangıç ​​kutusu yaklaştığında, kapı s1 (veya S3) fare başlangıç ​​kutusuna dönmek böylece açıldı.
  4. Bir fare genellikle günde bir seans (kesim süresi, 50 dakika) içinde 10-20 üst üste denemeler tabi tutulur. Kontrol farelerin% 80 corr bir grup ortalamasını yakalamak için günlük eğitilmişlerdirbir oturumda yanıt vb. Doğru yanıtın grubu ortalama her grupta bir oturumda her bir farenin% doğru yanıt ortalaması alınarak hesaplanır.
  5. Fareler kriter ulaşmak sonra, (yani ters, oturumlar arasında birkaç haftalık bir gecikme ekleyerek tutma bellek ve tekrar öğrenmek değerlendirmek veya tersine ödül koyarak davranışsal esneklik değerlendirmek için ya farelere önce unbaited kol ek seans verebilir gerektiği gibi,) öğrenme.
  6. Her idmandan sonra kendi kafesine fareler dönün ve koku ipuçları dayalı bir önyargı önlemek için süper hipokloröz su (pH 6-7) ile cihazı temizleyin.

7. Görüntü analizi

  1. T-labirent aparatında Davranışlar bir bilgisayara bağlı ve görüntü TIFF formatında saklanan bir video kamera ile kayıt altına alınmaktadır. Davranışsal verileri (Görüntü TM) satın alınması ve analiz edilmesi için kullanılan uygulama kamuya Görüntü J programı (tarafından geliştirilen dayanmaktadırWayne Ruh Sağlığı Ulusal Enstitüsü Rasband ve mevcut http://rsb.info.nih.gov/ij/ Tsuyoshi Miyakawa (O'Hara & Co, Tokyo, Japonya kullanılabilir) tarafından güncellenmiştir).
  2. Görüntü TM programı otomatik olarak bir oturum tamamlamak için doğru yanıt yüzdesi için metin dosyaları, gecikme süresi (sn) üretir, uzaktan oturumu sırasında seyahat ve oturum ihmal hataların sayısı. Ayrıca, bir fare, ham konum verileri ve her vadede ham yanıtı veri (Doğru, eksiklik veya hata) izi görüntüleri üretilir ve kaydedilir.

8. İstatistiksel Analiz

Iki yönlü (DENEYSEL DURUMU (örneğin, GENOTİP) x OTURUM veya DENEYSEL DURUMU x DELAY) varyans tekrarlanan ölçümlerin analizi, her davranış verileri analiz edin.

9. Temsilcisi Sonuçlar

Ma - α-CaMKII + / T-labirent performanslı bir örneğile fareler ve yabani tip kontrolü littermates (C57BL/6J arka plan) (eski 11-18 hafta, n zorla arda veya sağ-sol ayrımı görev için grup başına = 10) Şekil 2-4 de gösterilmiştir. Fareler kafes arkadaşları 2,3 yönelik saldırganlık düzeyi yüksek gösterirler, hem de mutant ve kontrol farelerde tek başına sütten kesildikten sonra plastik bir kafes (22.7 x 32.3 x 12.7 cm) yerleştirildiler - α-CaMKII + / çünkü. Deneyler Fujita Sağlık Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır.

Zorla ardalanması görevde, kontrol fareleri giderek doğru seçim yapmayı öğrenir ve genellikle 2 ile 1 hafta (Şekil 2A) bir ortalama% 80 doğru yanıt kriteri ulaşabilirsiniz. Ve daha kısa gecikme (GENOTİP: F (1,18) = 8.88: - Kontrol farelerle karşılaştırıldığında, α-CaMKII + / fareler doğru yanıt anlamlı olarak düşük yüzdesi (F (1,18) = 29.04, p <0.0001 GENOTİP) gösterdi , p = 0.008; GENOTİP x OTURUM: F (9.162) = 2.24, p = 0,0218) ve kısa d gezdiistance (GENOTİP: F (1,18) = 8.67, p = 0,0086; GENOTİP x OTURUM: F (9.162) = 3.19, p = 0.0014) kontrol fareleri (Şekil 2A, B ve C) 'den. Genotip anlamlı etkisi ihmal hataları (Şekil 2D) tespit edildi. ; GECİKME F (1,18) = 38,781, p <0.0001: - Ayrıca, gecikmiş değişmesinde görev, α-CaMKII + / doğru seçim yüzdeleri farelerde herhangi bir gecikme süresi (GENOTİP yabani tip farelere göre daha düşüktü : F (3,54) = 8,074, p = 0.0002; GENOTİP x GECİKME: F (3,54) = 0.223, p = 0.88; Şekil 3). Bu sonuçlar mutantlar mutant farelerde α-CaMKII eksikliği çalışan bir bellek kaybı uyardığını düşündüren, daha hızlı kontrollere göre görevi gerçekleştirmek olabilir ancak farelere kıyasla bozulmuş bir performans sergiledik göstermektedir.

Sağ-sol ayrımı görevi, α-CaMKII doğru seçim yüzdeleri + / - mutantlar yavaş yavaş farelerde (Şekil 4A) kontrol etmek için benzer oturumları arasında arttı. Ayrıca, ne zaman 1 aylık gecikme oturumlar arasında yerleştirildi, Mutant ve kontrol fareler arasında doğru yüzde olarak anlamlı farklılıklar bulunmuştur. Zorla münavebe görevi olduğu gibi, α-CaMKII + / - mutant bir oturum tamamlamak için anlamlı olarak kısa bir gecikme olduğu görülmüştür (GENOTİP: F (1,18) = 12.12, p = 0.0027) ve kısa mesafe (GENOTİP bir oturum sırasında cihazı yolculuk : F (1,18) = 25.08, p <0.0001; GENOTİP x OTURUM: F (15.270) eğitimleri boyunca kontrol fareleri (Şekil 4B ve C) den = 2.83, p = 0.0004). Bu veriler, bu görevi ile değerlendirilen α-CaMKII eksikliği doz başvuru bellek etkilemediği işaret etmektedir. F (5,90) =:; GENOTİP x OTURUM F (1,18) = 10.92, p = 0.0039: - ters-öğrenme oturumları ise, α-CaMKII + / mutantlar doğru yanıt önemli ölçüde daha düşük oranda (GENOTİP gösterdi kontrol farelere göre daha Şekil 4D) = 17,12, p = 0.0006:; 5.54, p = 0.0002 Şekil 4A) ve daha fazla ihmal hataları (F (1,18 GENOTİP) vardı. Mutant fareler davranışsal esneklik azaldığı - Bu bulgular α-CaMKII + / öneririz.

<p class = "jove_content"> Şekil 1
Şekil 1. Zorla Değişime ve sağ-sol ayrımı görevler için (A) T-labirent cihazları. Şekil Takao ve ark. (2008) çağırılır. (B) görüntü cihazı monte edilmiş bir CCD kamera tarafından ele geçirildi. T-labirent sürgülü kapılar (s3, a1, a2, p1, p2, s1, s2) tarafından 6 alanların (A1, A2 S2, S1, P1, P2) içine kapalı bölümlenmiş. Ses geçirmez bir odada aparatı ve ekstra-labirent kuyrukları (C) Yapılandırma ve yönlendirme. İki aparatları gibi odanın bir kapı gibi bir ses geçirmez bir odada duvar ve nesneler, doğru aynı yöne bakacak şekilde yerleştirilir, floresan tavan ışıkları, odanın duvarları, aparatlarının CCD kamera, ve rafları fare karşılamak için kafesleri ayarlanır.

Şekil 2
Şekil 2. T-labirent arda görev zorladı. Fareler sessio başına 10 günlük deneme aldın. Doğru cevaplar (A) yüzde Veri, (B) gecikme (sn), (C) uzaklık (cm) gitti ve iki seans, her blok için standart hataları aracı olarak temsil eksikliğini (D) numarasını, vardı iki yönlü tekrarlayan ölçümler ANOVA ile analiz. α-CaMKII + / - farelerin doğru cevaplar daha düşük bir oranda (p <0.0001) ve daha kısa gecikme (p = 0.008) gösterdi ve oturumlar boyunca kontrol fareler daha kısa mesafede (p = 0,0086) gitti.

Şekil 3
Şekil 3. T-labirent 3 gecikmeler, 10, 30, ve 60 sn ile münavebe görev zorladı. Yaklaşık 24 saat son antrenmandan sonra, farelerin beş gecikme oturumları tabi tutuldu. Her gecikme için doğru cevapların yüzdesi standart hataları aracı olarak temsil edilir ve iki yönlü tekrarlayan ölçümler ANOVA ile analiz edildi. α-CaMKII + / - farelerde herhangi bir gecikme de kontrol farelere göre daha doğru cevaplar daha düşük bir yüzdesini gösterdisüresi (p <0.0001).

Şekil 4
4. T-labirent sağ-sol ayrımı görev Şekil. Fareler bir oturumda günlük 10 veya 20 denemeler aldı. Doğru cevaplar (A) yüzde Veri, (B) gecikme (sn), (C) uzaklık (cm) gitti, ve (D) ihmal hata sayısı 20 çalışmaların her blok için standart hataları aracı olarak temsil edilir, hangi iki yönlü tekrarlayan ölçümler ANOVA ile analiz edildi. Mutant ve kontrol farelerde - 1 ay son antrenmandan sonra ilk eğitim ve tekrar öğrenmek oturumları sırasında, doğru cevapların yüzdesi önemli α-CaMKII + / arasında fark yoktu. Mutant fareler, bununla birlikte, ters öğrenme seans (p = 0,0039) sırasında daha doğru kontrol farelerin tepkileri bir önemli ölçüde düşük bir yüzdesi gözlendi.

Discussion

T-labirent kullanarak Zorla Değişime ve sağ-sol ayrımı görevleri 4,5 kemirgenlerde, sırasıyla, çalışma ve başvuru bellek değerlendirmek için yoğun olarak kullanılmaktadır. T-labirent görevleri, bu kemirgenler gibi ekstra labirent ipuçları, oda ipuçlarının yapılandırma, labirentin yönlendirme ve benzeri gibi mekansal ve mekansal olmayan ipuçları dayalı görevleri gerçekleştirmek için farklı stratejileri kullanabilirsiniz bilinmektedir 6,7,8. Bir oda ve istikrarı, olmaması ya da odadaki ipuçlarını kutuplaştırıcı varlığında labirentin Oryantasyon ve odadaki ipuçlarını görmek için kemirgenler yeteneği stratejileri etkileyebilir. Böylece araştırmacılar, bir deney ve davranışsal verilerin yorumlanması yürüten bir odada cihaz ve kuyrukları yapılandırma ve yönelimi dikkate almak gerekir. Laboratuarımızda, böyle bir odanın kapı, tavan floresan ışıkları, odanın duvarları, CCD kameraları gibi ses geçirmez bir odada ve set nesneleri bir duvar, doğru aynı yöne bakan iki aparat yerleştirinfareler için ekstra labirent mekan hissi (Şekil 1C bakınız) olarak hizmet edebilir fare kafesleri yerleştirmek için aparatlar ve raflar,.

Birçok durumda, T-labirent testler elle aşağıdaki gibi bir insan deneyi tarafından yapılmıştır: her denemede, deneyi gıda tepsi üzerinde bir sükroz pelet yerleştirir ve test başlatmak için aygıtın giyotini kapı açar. Sonra bir fare ya silah girdiğinde, deneyci kapıları, kayıtları fare davranışını kapanır ve kol elle başlangıç ​​kutusuna fare aktarır. Fare genotip ya da deneysel koşulu ile etkileşim taşıma olası karıştırıcı değişkenler T-labirent performansı etkileyebilir. Son on yıl içinde, başlangıç ​​kutusuna geri hedefi kolundan konunun elle transfer içermeyen sürekli bir değişim görev için modifiye T-labirent testi kullanılmıştır. 9-11 bile cihaz, test protokolleri ve birçok çevresel değişkenler şiddetle sta, eşitlendiği,ndardized davranış testleri her zaman farklı laboratuvarlarda 12,13 benzer sonuçlar üretemezler. Testinin yapılması Özgül denemecileri her laboratuar için benzersiz olabilir ve ayrıca farelerin davranışlarını etkileyebilir. Ek olarak, insan deneyi genellikle, bir sükroz pelet misplacing açılması ya da deneme numarası ve zaman tutma izleme diğer kapı yanı sıra, hatalar kapatılması gibi hataları, yapmak eğilimindedir. Karıştırıcı değişkenler ve insan hataları meydana etkisini azaltmak için, biz geliştirdik ve Görüntü TM programı ile bir video izleme sistemi tarafından kontrol edilen otomatik T-labirent cihazı kullandık. Geliştirilmiş T-labirent aparatı da kapılar zemine inmek için tasarlanmıştır, çünkü bize T-labirent performansı sırasında mikrodiyaliz, elektrofizyoloji ve optogenetics teknikleri kullanmasına izin avantajları vardır. Böylece, otomatik cihaz çalışma ve kemirgenlerde başvuru bellek nörobiyolojisinin çalışmalarını kolaylaştırmak açısından yararlı bir araçtır.

Bir oturumda denemeler bir dizi otomatik ve ardışık yürütme etkinleştirmek için, bizim protokoller bazı potansiyel dezavantajları var. Örneğin, zorla değişmesinde görevi, zaman fareler için A1 veya A2, potansiyel olarak kendi performansı etkileyebilecek gelen S1 geri dönmek için. Kalan P1 veya P2 alanında kendisini uzamsal bir işaret ve bir zorunlu seçim vadede her iki alanda uzun veya kısa süreli bir hafıza yük değiştiremezsiniz olabilir çünkü, ancak, ciddi bir sorun olmayabilir. Bir diğer potansiyel sorun yerine uzaysal çalışma belleği, kullanılabilir, fareler tarafından yapılan koku parkuru. Ancak, birkaç denemeleri sonra, koku izi üzerine birden çok kez olabilir ve ipuçları olarak kullanılacaktır zor olacaktı. Ayrıca, sol-ışık ayrımcılık görevi, koku izi ardışık çalışmalar boyunca bir ödül yerini bulmak için fareler koku ipuçları olarak hizmet verebilir. Ipuçları potansiyel bir sorun olabilir ki, bir oturumda çalışmalar boyunca öğrenme ve hafıza sürecini etkileyebilir. Bununla birlikte,farelerde bir oturumda ilk deneme koku izi stratejisi kullanamaz ve böylece ilk çalışmalarda performansları koku izi stratejisinin bir potansiyel kullanımı yoksun bir göstergesi olarak hizmet verecek.

Olarak temsil sonuçlar gösterildiği gibi, kontrol C57BL/6J farelerin tepkileri yüzde doğru yavaş yavaş hem de görev seans boyunca artmıştır. Bulgular C57BL/6J farelerde T-labirent modifiye otomatik olarak doğru seçimler yapmak öğrenebilirsiniz onaylayın. Bu çalışmada, farelere (Şekil 2A bakınız) kapsamlı eğitim sonrasında daha fazla değil hatta% 80 civarında doğru seçimler kaldı ve. Performansı daha yüksek seviyeye ulaşmak için onlar gibi eğitimleri boyunca bazı hatalar ihmal gösteren tutmak olduğunu düşünürsek, motivasyonlarını fareler için çok yüksek olmayabilir. Zorla münavebe görevi, α-CaMKII + / - farelerde kontrol farelere göre daha doğru cevaplar daha düşük bir yüzdesini gösterdi. Böylece, mutant farelerde bu ta kontrol farelerinden göre bozulmuş performans göstermiştirsk. Bu sonuç, α-CaMKII eksikliği çalışma belleğinde açıklarının neden ve otomatik T-labirent aparatında zorla münavebe görevi doğru algılar o başkaca bir kanıt, sekiz kol radial labirent testinde 2,14 elde önceki bulgularla tutarlı mutant farelerin bellek kusuru çalışıyor. Sağ-sol ayrımı görevi, sonuçlar α-CaMKII eksikliği doz başvuru bellek etkilemediği işaret etmektedir. Ters-öğrenme seans sonuçlar 'de gösterildiği gibi, ancak, α-CaMKII eksikliği davranışsal esneklik azaltabilir. Mutant fareler, tersine öğrenme oturumları sırasında kontrolü farelere göre daha fazla ihmal hataları görüntülenir. Ihmal hataları sayısındaki artış ödül ile ilişkili olduğu kol öğrenme fırsatı azaltabilir. Bu nedenle, gecikmiş öğrenme edinimi ilk oturumları sırasında ihmal hataları sayısındaki artışa bağlı olabilir, ancak engellilerin ters l olabilirkazanç. Bir başka olasılık mutantlar ihmal hataları neden ve yönetici fonksiyonlarını etkileyebilir kuralları, değişim ile karışabilir olmasıdır. Böylece, makul bir sonuç çıkarmak, ihmal hataları da çok doğru bir seçim yüzdesi olarak muayene edilmelidir.

Görüntü TM programı gecikme ve mesafe için ek sonuçlar doğru yanıt yüzdesi ve ihmal hatası sayısının yanı sıra bir oturum tamamlamak için gitti üretir. Gecikme ve mesafe farklılıkları bir oturum tamamlamak için gitti İlişkin lokomotor aktivite düzeyi, seçim silah dürtüsel eğilimi, görevi gerçekleştirmek için motivasyonu, alışkanlık düzeyinde görev, farklı öğrenme strateji ve vb bir fark olarak yorumlanabilir temsilcisi sonuçları, α-CaMKII + / - fareler daha kısa gecikme ve kontrol grubuna göre daha kısa seyahat mesafesi gösterdi. Aslında, α CaMKII + / - Farelerde t göre bir hyperlocomotor aktivite gösterdio fareler 3 denetlemek ve bu fenotipin endekslerinde farklılıklar temelini olabilir.

Laboratuarımızda, biz genler, beyin ve davranış 15,16 ilişkisini aydınlatmak için otomatik cihaz kullanarak genetiğiyle oynanmış farelerin ve bir T-labirent testinde wild-tip kontrol fareleri fazla 36 suşlar değerlendirdik. Biz fazla 1200 farelerin ham veriyi büyük bir dizi elde edilmiştir, ve mutant farelerin 3,16-22 birkaç soylarda T-labirent performansı için verileri bildirdin. Zaten araştırma makalesi yayınlanan suşların veri bir kamu veritabanı (: URL olarak "Fare Davranış Fenotip Veritabanı" dahildir http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). Bazı çalışmalar mutant Dtnbp1 1, Nrd1 20, 21 ya da Plp1 genleri olan farelerin bellek kusuru çalışma olduğu gösterilmiştir. Böylece, otomatik sahip T-labirent görevler için standart protokolaparatı mutant ve yabani tip kontrol farelerinden arasındaki bellek işlevi üzerindeki etkileri genetik tespiti için de uygundur. Davranışsal test protokolleri, standart çoğaltılır ve laboratuvarlar boyunca karşılaştırıldığında sonuçlar olması gerekir. Geliştirilmiş T-labirent aparatı laboratuvarlar boyunca kullanılan protokol standardizasyonu katkıda bulunabilir test prosedürlerinin otomasyon, yol açar.

Bu video madde de gösterildiği gibi, cihazlar ve programın mevcut versiyonu, siyah veya agouti farelerde test etmek için izin, ancak albino olmayan farelerin olabilir. Şimdi, Albino farelerde test mümkün kılmak üzere sisteminin değiştirilmiş bir versiyonu üretmektedir. Sistem kapılar zemin altında aşağı gitmek için tasarlanmış bu yana vivo mikrodiyaliz, in vivo elektrofizyolojide ve optogenetics deneyler, T-labirent testi sırasında yapılabilir bir avantajı vardır. Örneğin, bazı araştırmacılar silah seçimi sırasında hipokampus nöron elektrofizyolojik özelliklerini araştırmak için deneyebilirsinizcihazın bazı iyileştirmeler kapı ve pelet kaldırma mekanizmasını tahrik gelen elektriksel gürültü en aza indirmek için gerekli olabilir ancak.

Birlikte ele alındığında, T-labirent modifiye otomatik cihazlar kullanılarak değişim ve sağ-sol ayrımı görevleri çalışma ve başvuru bellek ve farelerde davranışsal esneklik değerlendirmek için kullanışlıdır zorladı.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgements

Biz davranış analizi için gelişmekte Görüntü TM adlı programda yardım Kazuo Nakanishi teşekkür ederim. Bu araştırma Keşif Araştırmaları için Grant-in-Aid (19653081), Grant-Aid Bilimsel Araştırma (B) (21.300.121), Yenilikçi Alanları Bilimsel Araştırma Grant-in-Aid (Kapsamlı Beyin Bilim Ağı) ile desteklenmiştir Milli Eğitim Bakanlığı, Bilim, Japonya Spor ve Kültür, Nöroinformatik Japonya Merkezi (NIJC) hibe ve CREST ve Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı (JST) ve KUŞ hibeler.

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