T-labirinto alternanza forzata e sinistra-destra Attività discriminazione per la Valutazione di lavoro e la memoria di riferimento nel Mice

Published 2/26/2012
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Neuroscience
 

Summary

Questo articolo presenta un protocollo di T-labirinto test utilizzando un apparecchio modificato automatizzato per la valutazione delle funzioni di apprendimento e di memoria nei topi.

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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

Alternanza forzata e sinistra-destra compiti discriminazione utilizzando il T-labirinto sono stati ampiamente usati per valutare lavorazione e di memoria di riferimento, rispettivamente, nei roditori. Nel nostro laboratorio, abbiamo valutato i due tipi di memoria in più di 30 ceppi di topi geneticamente ingegnerizzati utilizzando la versione automatizzata di questo apparato. Qui vi presentiamo la modifica T-maze apparato gestito da un computer con un video-tracking del sistema e dei nostri protocolli in un formato film. Il T-labirinto apparecchiatura è costituita da piste partizionati off da porte scorrevoli che si aprono automaticamente verso il basso, ognuno con una casella di partenza, un vicolo a forma di T, due scatole con distributori automatici di pellet su un lato della scatola, e due a forma di L vicoli . Ogni forma di L vicolo è collegato alla casella di partenza in modo che i topi possono tornare alla finestra di avvio, che esclude gli effetti di manipolazione sperimentatore sul comportamento del mouse. Questo apparecchio ha anche un vantaggio che microdialisi in vivo, vivo in elettrofisiologia, e tecn optogeneticsiques può essere eseguita durante T-labirinto di prestazioni, perché le porte sono progettati per andare giù nel pavimento. In questo articolo film, descriviamo T-labirinto attività utilizzando l'apparato automatizzato e la T-labirinto prestazioni di α-CaMKII + / - topi, che sono riportati per mostrare deficit di memoria di lavoro negli otto braccio task labirinto radiale. I nostri dati indicano che α-CaMKII + / - topi hanno mostrato un deficit di memoria di lavoro, ma nessuna compromissione della memoria di riferimento, e sono coerenti con i risultati precedenti utilizzando l'otto braccio task radiale labirinto, che sostiene la validità del nostro protocollo. Inoltre, i nostri dati indicano che i mutanti tendevano a mostrare deficit di apprendimento di inversione, suggerendo che il deficit di α-CaMKII provoca una ridotta flessibilità comportamentale. Così, il T-labirinto test utilizzando l'apparecchiatura automatica modificato è utile per valutare la memoria di lavoro e di riferimento e flessibilità comportamentale in topi.

Protocol

1. Apparecchi impostazione

  1. La modifica automatica T-labirinto dell'apparecchio (O'HARA & Co., Tokyo, Giappone) è costruito su piste bianche in plastica con pareti alte 25 cm 1. Il labirinto è compartimentato in 6 aree (A1, A2, S1, S2, P1, P2) con porte scorrevoli (s1, s2, s3, a1, a2, p1, p2) (Figura 1) che possono essere aperte automaticamente verso il basso. Lo stelo del T è composta da zona S2 (13 x 24 cm) e le braccia dei T comprende aree A1 e A2 (11,5 x 20,5 cm). Aree P1 e P2 comprendono i passaggi di collegamento del braccio (area A1 o A2) per il vano di partenza (zona S1).
  2. L'estremità di ciascun braccio è dotato di un dispenser pellet che fornisce automaticamente una saccarosio pellet (20 mg, Formula 5 TUT, TestDiet, Richmond, IN, USA) come premio. Il pellet di aspirazione con il mouse viene rilevato dal sensore a infrarossi e viene registrato automaticamente da un computer.
  3. Il Charge Coupled Device (CCD) fotocamera è montata sopra l'apparecchio per controllare il mouse & #x2019, comportamento s, e immagini dell'apparato e topo vengono catturati dal computer.
  4. Posizionare il T-labirinto apparecchio in una stanza insonorizzata (170 x 210 x 200 cm, O'HARA & Co., Tokyo, Giappone) come possibile. L'apparecchio è illuminato da luci fluorescenti a 100 lux nel nostro laboratorio. L'intensità luminosa può essere più debole di tale livello lux, ma deve essere tenuta ad un livello costante durante tutti gli esperimenti.

2. Animal preparazione

  1. Casa su due a quattro topi per gabbia in un ambiente a temperatura controllata (23 ± 2 ° C) con un 12 h ciclo luce / buio (luci accese alle 7:00 AM), secondo le linee guida e protocolli stabiliti da Animal Care locale Comitato e Usa.
  2. Trasferire tutte le gabbie contenenti topi nella stanza insonorizzata dalla sala di alloggiamento di almeno 30 minuti prima della prima prova ha inizio.
  3. Tutti gli esperimenti devono essere sempre eseguita durante lo stesso periodo (ad esempio, dalle 9:00 alle 06:00). Durante il test periodo, i soggetti di ciascun genotipo o dalla condizione sperimentale dovrebbe essere testato in ordine controbilanciato, dal momento che ci potrebbe essere un potenziale effetto del tempo in un giorno sulle prestazioni del compito.

3. Restrizione alimentare

  1. Fino all'inizio dell'esperimento, dare libero accesso alla norma pellet chow e acqua per topi.
  2. Da 1 settimana prima del pre-sessioni di formazione, pesare i topi quotidiana e nutrirli con standard di pellet Chow a mantenere l'80% al 85% del loro free-alimentazione del peso corporeo durante l'esperimento.
  3. Fornire tutti i giorni con otto palline di saccarosio per topo in aggiunta allo standard pellet chow nella loro gabbia casa per abituarsi al tipo di pellet di saccarosio fino all'inizio delle pre-sessioni di formazione.

4. Abitudine all'apparecchio e pre-formazione

  1. S Placepellets saccarosio ix per topo nel centro di ciascuna delle sei scomparti dell'apparato, e deposito un pellet in ciascun vassoio dei distributori alimentari.
  2. Mettere tutti i topi in una gabbia nell'apparato e consentire loro di esplorare liberamente l'apparecchio con tutte le porte aperte per 30 min.
  3. Dal 1 ° giorno dopo l'assuefazione, i topi sono quotidianamente sottoposti a pre-formazione. Con tutte le porte chiuse e il pellet depositato nel vassoio di cibo, mouse posto in zona A1. Se il mouse consuma il pellet o 5 min trascorrere, trasferire il mouse A2 zona e iniziare a pre-formazione di nuovo. Tale formazione viene ripetuta cinque volte al giorno, e continuato fino i topi consumano più del 80% dei pellets.
  4. Dopo la pre-sessioni di formazione sono completi, i topi sono sottoposti a uno un'attività alternanza forzata o sinistra-destra compito discriminazione.

5. Alternanza task forzata

  1. Nell'attività alternanza forzata, ogni prova è costituito da un fol scelta obbligata runseguite da una corsa libera scelta.
  2. Eseguire il programma applicativo (Image TM) per l'inizio del compito, e posizionare il mouse nella casella di partenza (zona S1).
  3. Fare clic sul pulsante di avvio, e una scelta forzata run avvia. In questo percorso, le porte della piazzola di partenza (porta s2) e della zona A1 sia (porta a1) o la zona A2 (a2 porta) sono aperti, e uno saccarosio pellet viene automaticamente inviato al vassoio alimentare della zona con la porta aperta . Il mouse è permesso di entrare nell'area e di consumare il pellet. Quando il mouse si è mangiato il pellet, la porta vicino il vassoio del braccio che il mouse rimane attualmente (o porta o p1 p2) è aperto. Poi, il mouse si avvicina alla porta (sia S1 o S3) confinanti con l'casella di partenza, e sia il p1 e p2 porta è chiusa e la porta (o s1 s3) è aperto in modo che il mouse può tornare alla finestra di partenza. Se il mouse non riesce a mangiare il pellet entro 30 secondi, la risposta viene registrata come "Errore omissione". Quindi, il pellet viene automaticamente rimosso dal vassoio per alimenti e tegli porta del braccio che i topi alloggiato (sia P1 o P2) viene aperta, e quindi il mouse può tornare alla casella di partenza.
  4. Dopo la scelta forzata di esecuzione, il free-run scelta inizia automaticamente. La porta s2 e sia porte a1 e a2 sono aperte. Il mouse è consentito di scegliere tra i due bracci. Se il mouse entra nel braccio opposto che è stato costretto a scegliere nella scelta forzata run, la sua risposta è considerata "corretta" e il mouse riceve un pellet di saccarosio. Se il mouse non mangiare il pellet entro 30 secondi, la risposta viene registrata come "Errore omissione", ed il pellet viene automaticamente rimosso dal vassoio di cibo. Se il mouse va al braccio stesso che ha visitato nella scelta forzata delle attività, il mouse è confinato nella zona per 10 sec a titolo di penale (risposta "Error"). Poi, le porte di p1 (o S1) e P2 (o s3) sono aperti, e il mouse è possibile tornare alla finestra di partenza.
  5. Un topo è sottoposta a 10 prove consecutive in una sessione pergiorni (tempo di taglio, 50 min). Topi di controllo sono addestrati ogni giorno per raggiungere una media del gruppo del 80% risposta corretta in una sessione. La media del gruppo di risposta corretta viene calcolata facendo la media delle risposte della% di ciascun topo in una sessione in ciascun gruppo.
  6. Dopo topi di controllo e / o sperimentali sono addestrati al criterio, si può ulteriormente testare i topi il compito alternanza ritardo con l'inserimento di 3 -, 10 -, 30 - o 60-S ritardi tra la scelta forzata e la libera scelta corre.
  7. Dopo ogni sessione, restituire i topi a loro gabbia a casa, e pulire l'apparato con super acqua ipocloroso (pH 6-7) per evitare una distorsione basata su stimoli olfattivi.

6. Sinistra-destra discriminazione task

  1. Nella sinistra-destra task discriminazione, ogni topo è dato una corsa libera scelta di 10 o 20 prove. Un saccarosio pellet è sempre inviato al vassoio di alimentare uno dei bracci, cioè, il braccio obiettivo. I topi devono imparare per entrare nel braccio obiettivo. La posizione della portabraccio è invariabile in tutti gli studi e le sessioni, ed è controbilanciato in topi di controllo e sperimentali.
  2. Eseguire il programma applicativo (Image TM) per l'inizio del compito, e posizionare il mouse nella casella di partenza (zona S1).
  3. Fare clic sul pulsante di avvio, e una libera scelta run avvia. In questa corsa, la porta s2 e sia a1 e a2 porte sono aperte, e un distributore di pellet garantisce automaticamente un pellet per il vassoio del braccio obiettivo. Il mouse è permesso di scegliere liberamente tra i bracci destro e sinistro. Quando il mouse entra nel braccio obiettivo, è considerata una risposta corretta. Se il topo mangia il pellet o 30 secondi trascorsi, porta p1 (o p2) è aperto. Quando il mouse si avvicina alla casella iniziale passando attraverso la zona P1 (o P2), s1 porta (o s3) viene aperta in modo che il mouse può tornare alla finestra di partenza.
  4. Un topo è generalmente sottoposta a 10 a 20 prove consecutive in una sessione al giorno (tempo limite, 50 min). Topi di controllo sono addestrati ogni giorno per raggiungere una media del gruppo del 80% correct risposta in una sessione. La media del gruppo di risposta corretta viene calcolata facendo la media delle risposte della% di ciascun topo in una sessione in ciascun gruppo.
  5. Dopo topi raggiungere il criterio, si può dare ulteriori sessioni per i topi sia per valutare la memoria conservazione e riapprendimento inserendo un ritardo di diverse settimane tra le sessioni o per valutare la flessibilità comportamentale mettendo la ricompensa in senso opposto, il braccio precedentemente unbaited (cioè inversione apprendimento), se necessario.
  6. Dopo ogni sessione, restituire i topi a loro gabbia a casa, e pulire l'apparato con super acqua ipocloroso (pH 6-7) per evitare una distorsione basata su stimoli olfattivi.

7. Analisi delle immagini

  1. Comportamenti nel T-labirinto apparecchi vengono registrati da una telecamera collegata ad un computer e l'immagine viene memorizzata in un formato TIFF. L'applicazione utilizzata per acquisire ed analizzare i dati comportamentali (immagine TM) si basa sul dominio pubblico programma Image J (sviluppato daWayne Rasband presso l'Istituto Nazionale di Salute Mentale e disponibili al http://rsb.info.nih.gov/ij/ ), che è stato modificato da Tsuyoshi Miyakawa (disponibile tramite O'HARA & Co., Tokyo, Giappone).
  2. Il programma Image TM genera automaticamente i file di testo per la percentuale di risposta corretta, la latenza (sec) per completare una sessione, la distanza percorsa durante la sessione, e il numero di errori di omissione nella sessione. Inoltre, le immagini tracce di un mouse, i dati di posizione prime e dei dati grezzi (risposta corretta, omissione o errore) in ogni serie vengono prodotte e salvate.

8. Analisi statistica

Analizzare ogni dati comportamentali da due vie (condizione sperimentale (ad esempio, genotipo) SESSION x o condizione sperimentale DELAY x) misure ripetute analisi della varianza.

9. Risultati rappresentativi

Un esempio di T-labirinto prestazioni α-CaMKII + / - maLe topi e le loro wild-type di controllo fratellini (C57BL/6J background) (11-18 settimane di età, n = 10 per gruppo, per l'alternanza forzata o sinistra-destra task discriminazione) è mostrata nelle figure 2-4. Poiché α-CaMKII + / - topi mostrano alti livelli di aggressività nei confronti compagni di gabbia 2,3, sia i mutanti e topi di controllo sono stati alloggiati separatamente in una gabbia di plastica (22,7 x 32,3 x 12,7 cm) dopo lo svezzamento. Gli esperimenti sono stati approvati dalla Institutional Animal Care e del Comitato uso di Fujita University Health.

In task alternanza forzata, topi di controllo sempre più imparare a fare delle scelte corrette, e di solito può raggiungere il criterio di una media dell'80% di risposta corretta in circa 1 o 2 settimane (Figura 2A). Rispetto ai topi di controllo, α-CaMKII + / - topi ha rilevato una percentuale significativamente più bassa di risposte corrette (genotipo: F (1,18) = 29,04, p <0.0001) e più breve latenza (genotipo: F (1,18) = 8,88 , p = 0,008; genotipo x SESSIONE: F (9162) = 2.24, p = 0,0218) e viaggiato più breve distance (genotipo: F (1,18) = 8.67, p = 0,0086; GENOTIPO SESSION x: F (9162) = 3.19, p = 0,0014) rispetto ai topi di controllo (Figura 2A, B e C). Nessun effetto significativo del genotipo è stato trovato in errori di omissione (Figura 2D). Inoltre, nel compito alternanza ritardato, le percentuali di corretta scelta α-CaMKII + / - topi erano significativamente inferiori a quelli dei topi wild-type in qualsiasi tempo di ritardo (genotipo: F (1,18) = 38,781, p <0,0001; DELAY : F (3,54) = 8,074, p = 0,0002; genotipo x RITARDO: F (3,54) = 0,223, p = 0,88; Figura 3). Questi risultati indicano che i mutanti visualizzato prestazioni ridotte rispetto ai topi di controllo, anche se i topi mutanti possono eseguire l'operazione più veloce rispetto ai controlli, suggerendo che α-CaMKII carenza determina un deficit di memoria di lavoro.

Nella sinistra-destra compito discriminazione, le percentuali di corretta scelta del α-CaMKII + / - mutanti gradualmente aumentata attraverso le sessioni, simili ai topi di controllo (Figura 4A). Inoltre, quando un 1 mese di ritardo è stato inserito tra le sessioni, Non vi erano differenze significative nella percentuale corretta tra i topi mutanti e di controllo. Come nel compito alternanza forzata, α-CaMKII + / - mutanti hanno mostrato una latenza significativamente più breve per completare una sessione (genotipo: F (1,18) = 12,12, p = 0.0027) e più corta distanza percorsa nel dispositivo durante una sessione (genotipo : F (1,18) = 25,08, p <0.0001; genotipo x SESSIONE: F (15.270) = 2.83, p = 0,0004) rispetto ai topi di controllo attraverso le sedute di allenamento (Figura 4B e C). Questi dati indicano che non α-CaMKII dose di carenza di influenzare la memoria di riferimento valutata da questo compito. Nelle sessioni di inversione-learning, tuttavia, α-CaMKII + / - mutanti hanno mostrato una percentuale significativamente più bassa di risposte corrette (genotipo: F (1,18) = 10,92, p = 0,0039; GENOTIPO SESSION x: F (5,90) = 5,54, p = 0.0002; Figura 4A) e ha avuto più errori di omissione (genotipo: F (1,18) = 17,12, p = 0,0006; figura 4D) rispetto ai topi di controllo. Questi risultati suggeriscono che α-CaMKII + / - topi mutanti hanno ridotto la flessibilità comportamentale.

<class p = "jove_content"> Figura 1
Figura 1. (A) T-labirinto apparato per alternanza forzata e sinistra-destra compiti discriminazione. La figura è citata da Takao et al. (2008). (B) L'immagine è stata catturata da una telecamera CCD montata sopra l'apparecchio. La T-labirinto è compartimentato in 6 aree (A1, A2, S1, S2, P1, P2) con porte scorrevoli (s1, s2, s3, a1, a2, p1, p2). (C) Configurazione e l'orientamento degli spunti apparecchi ed extra-labirinto in una stanza insonorizzata. Due apparati sono posti di fronte nella stessa direzione, verso una parete in una stanza insonorizzata, e oggetti, come una porta della camera, luci fluorescenti sul soffitto, pareti della stanza, fotocamere CCD degli apparati e cremagliere per accogliere topo gabbie sono impostati.

Figura 2
Figura 2. T-labirinto forzata task alternanza. Topi ha ricevuto 10 studi giornalieri per session. I dati di (A) la percentuale di risposte corrette, (B) latenza (sec), (C) distanza percorsa (cm), e (D) numero di errori omissioni rappresentati come mezzo con errori standard per ogni blocco di due sessioni, e sono stati analizzati con ANOVA a due vie a misure ripetute. α-CaMKII + / - topi ha rilevato una minore percentuale di risposte corrette (p <0,0001) e una latenza più breve (p = 0,008), e percorso una distanza più breve (p = 0,0086) rispetto ai topi di controllo tra le sessioni.

Figura 3
Figura 3. T-labirinto forzata compito alternanza con ritardi di 3, 10, 30 e 60 sec. Circa 24 ore dopo la sessione di allenamento finale, i topi sono stati sottoposti a cinque sedute di ritardo. La percentuale di risposte corrette per ogni ritardo viene rappresentato come mezzo con errori standard, e sono stati analizzati da un ANOVA a due vie a misure ripetute. α-CaMKII + / - topi ha rilevato una minore percentuale di risposte corrette rispetto ai topi di controllo in qualsiasi ritardotempo (p <0,0001).

Figura 4
Figura 4. T-maze sinistra-destra task discriminazione. I topi hanno ricevuto ogni giorno 10 o 20 prove in una sessione. I dati di (A) la percentuale di risposte corrette, (B) latenza (sec), (C) distanza percorsa (cm), e (D) numero di errori di omissione sono rappresentati come mezzi con errori standard per ogni blocco di 20 studi, che sono stati analizzati da un ANOVA a due vie a misure ripetute. Durante le sessioni di formazione iniziale e le sessioni riapprendimento 1 mese dopo l'ultimo allenamento, la percentuale di risposte corrette, non hanno presentato differenze significative tra α-CaMKII + / - mutante e topi di controllo. Topi mutanti, tuttavia, ha mostrato una percentuale significativamente più bassa di risposte corrette rispetto ai topi di controllo durante le sessioni di apprendimento dei inversione (p = 0,0039).

Discussion

Forzati compiti discriminazione alternanza e sinistra-destra utilizzando il T-labirinto sono ampiamente utilizzati per valutare lavoro e di memoria di riferimento, rispettivamente, in roditori 4,5. In T-labirinto compiti, è noto che i roditori possono usare diverse strategie per eseguire le attività, sulla base di indizi spaziali e non spaziali, come extra-labirinto indizi, la configurazione dei segnali camera, l'orientamento del labirinto, e così via 6,7,8. Orientamento del labirinto in una stanza e la sua stabilità, l'assenza o la presenza di polarizzazione spunti nella stanza, e la capacità dei roditori di vedere segnali nella stanza possono influenzare strategie. Così, i ricercatori hanno bisogno di prendere in considerazione la configurazione e l'orientamento di apparecchi e spunti in una stanza nella conduzione di un esperimento e una interpretazione dei dati comportamentali. Nel nostro laboratorio, poniamo due apparecchi rivolto nella stessa direzione, verso una parete in una stanza insonorizzata e oggetti della serie, come una porta della camera, luci fluorescenti sul soffitto, pareti della camera, di telecamere CCDgli apparecchi e le rastrelliere per ospitare gabbie del mouse, che possono servire come extra-labirinto per topi indizi spaziali (vedi Figura 1C).

In molti casi, i T-labirinto test sono stati effettuati manualmente da uno sperimentatore umano come segue: In ciascuna prova, il saccarosio sperimentatore pone un precipitato sul vassoio per alimenti, e apre le porte a ghigliottina dell'apparato per avviare il test. Poi, quando entra un topo o delle braccia, lo sperimentatore chiude le porte, registra il comportamento del mouse, e trasferisce il mouse dal braccio alla casella di partenza a mano. Le variabili possibili confondenti di movimentazione interagire con il mouse o genotipo condizione sperimentale può influire T-labirinto prestazioni. Nel corso dell'ultimo decennio, l'modificato T-maze test per un compito continuo alternarsi che non comporta il trasferimento manuale del soggetto dal braccio obiettivo torna alla casella di partenza è stato utilizzato. 9-11, anche quando l'apparecchio, protocolli di prova, e molte variabili ambientali sono vigorosamente equiparati, standardized test comportamentali non sempre producono risultati simili nei diversi laboratori 12,13. Sperimentatori specifici che svolgono il test può essere unica per ciascun laboratorio e può anche influenzare il comportamento dei topi. Inoltre, uno sperimentatore umano è generalmente tende a commettere errori, come ad esempio misplacing uno saccarosio pellet, aprendo o chiudendo le porte ad altri, così come errori nel monitoraggio del numero di prova e cronometraggio. Per ridurre l'influenza delle variabili confondenti e il verificarsi di errori umani, abbiamo sviluppato e utilizzato il automatizzato T-maze apparecchio controllato da un video-tracking sistema con il programma Image TM. Il miglioramento T-labirinto apparecchio ha anche dei vantaggi che ci permettono di utilizzare microdialisi, elettrofisiologia, e le tecniche optogenetics durante la T-labirinto di prestazioni, perché le porte sono progettati per andare giù nel pavimento. Così, l'apparecchiatura automatica è uno strumento utile per facilitare gli studi di neurobiologia di lavorazione e di memoria di riferimento nei roditori.

Per consentire l'esecuzione automatica e la successiva di una serie di prove in una sessione, i nostri protocolli hanno alcuni svantaggi potenziali. Ad esempio, nel compito alternanza forzata, il tempo per i topi di tornare a S1 da A1 o A2 potrebbe potenzialmente influenzare le prestazioni. Esso non può essere un problema serio, però, dal momento P1 soggiorno o la zona P2 stessa può essere un segnale spaziale e un lungo soggiorno breve o in una delle aree in una scelta forzata run non può cambiare un carico di memoria. Un altro potenziale problema è che pista odore fatta dai topi, invece di memoria di lavoro spaziale, potrebbe essere utilizzato. Tuttavia, dopo che alcune prove, percorsi odori potrebbero essere sovrascritti più volte e diventerebbe difficile essere utilizzati come spunti. Inoltre, in sinistra luce task discriminazione, sentieri odore può servire come stimoli olfattivi per i topi per trovare la posizione di una ricompensa in tutti gli studi successivi. Gli spunti potrebbe influenzare processo di apprendimento e la memoria in tutti gli studi in una sessione, che può potenzialmente essere un problema. Tuttavia,topi non è possibile utilizzare la strategia sentiero odore nella prima prova in una sessione e quindi le prestazioni delle prime prove servirebbe un indice che è privo di un potenziale uso della strategia di percorso odore.

Come mostrato nei risultati rappresentativi, le risposte corrette percentuali dei topi C57BL/6J controllo gradualmente aumentato tra le sessioni in entrambi i compiti. I risultati confermano che i topi C57BL/6J può imparare a fare le scelte giuste in automatico modificato T-labirinto. In questo studio, i topi hanno soggiornato in circa 80 scelte% corretto e non più anche dopo la formazione completa (vedi Figura 2A). Considerando che continuano a mostrare alcuni errori di omissione nel corso degli allenamenti, la loro motivazione non può essere così alto per i topi da raggiungere un livello superiore di performance. Nell'attività alternanza forzata, α-CaMKII + / - topi ha rilevato una minore percentuale di risposte corrette rispetto ai topi di controllo. Così, i topi mutanti visualizzato prestazioni ridotte rispetto ai topi di controllo in questo task. Questo risultato è coerente con i precedenti risultati ottenuti in otto braccio test del labirinto radiale 2,14, fornendo un'ulteriore prova che α-CaMKII carenza induce i deficit nella memoria di lavoro e che il compito alternanza forzata in automatico T-maze apparecchio rileva con precisione deficit della memoria di lavoro dei topi mutanti. Nella sinistra-destra task discriminazione, i risultati indicano che non α-CaMKII dose di carenza di influenzare la memoria di riferimento. Come mostrato nei risultati delle sessioni di inversione-apprendimento, tuttavia, α-CaMKII carenza può ridurre la flessibilità comportamentale. I topi mutanti visualizzati anche gli errori di omissione in più rispetto ai topi di controllo durante le sessioni di apprendimento dei inversione. L'aumento del numero di errori omissione potrebbe ridurre la possibilità di conoscere quale braccio è associato con il premio. Pertanto, l'acquisizione di apprendimento ritardo potrebbe essere dovuto all'aumento del numero di errori omissione durante le sessioni iniziali, ma non per l inversione compromessaguadagnare. Un'altra possibilità è che i mutanti potrebbe essere confuso dal cambio di regole, che potrebbero indurre errori di omissione e di interferire con la funzione esecutiva. Quindi, per trarre una conclusione ragionevole, gli errori di omissione devono essere esaminati e percentuale di scelta corretta.

Il programma immagine TM genera i risultati supplementari per la latenza e la distanza percorsa a completare una sessione così come la percentuale di risposta corretta e il numero di errori omissione. Le differenze nella latenza e la distanza percorsa per completare una sessione può essere interpretata come una differenza nel livello di attività locomotoria, la tendenza impulsiva a scelta tra le braccia, la motivazione a svolgere il compito, il livello di assuefazione alla, strategia di apprendimento compito diverso, ecc Per quanto riguarda la Risultati rappresentativi, α-CaMKII + / - topi ha mostrato un latenza e minore distanza percorsa rispetto a quelli dei controlli. In realtà, α CaMKII + / - topi hanno mostrato un'attività hyperlocomotor rispetto a tche topi di controllo 3 e questo fenotipo potrebbe essere alla base delle differenze negli indici.

Nel nostro laboratorio, abbiamo valutato più di 36 ceppi di topi geneticamente modificati e topi wild-type di controllo in una T-labirinto di prova con l'apparecchiatura automatica per chiarire la relazione tra geni, cervello e comportamento 15,16. Abbiamo ottenuto un grande insieme di dati grezzi di oltre 1200 topi, e sono riportati i dati per il T-labirinto prestazioni in diversi ceppi di topi mutanti 3,16-22. I dati di ceppi già pubblicati nell'articolo di ricerca sono inclusi nel "Database fenotipo comportamentale mouse" come una banca dati pubblica (URL: http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). Alcuni degli studi hanno dimostrato che i topi con mutante DTNBP1 1, Nrd1 20 o 21 PLP1 geni mostrano deficit di memoria di lavoro. Così, il nostro protocollo standardizzato per le T-labirinto compiti con l'automaticoapparato è adatto per la rilevazione di effetti genetici sulla funzione della memoria tra topi di controllo mutanti e wild-type. I protocolli dei test comportamentali devono essere standardizzate, replicato, ed i risultati comparabili tra laboratori. Il miglioramento T-labirinto apparato porta alla automazione delle procedure di prova, che può contribuire alla standardizzazione dei protocolli utilizzati in laboratori.

Come mostrato in questo articolo video, la versione corrente del dispositivo e il programma ci permette di testare nero o topi agouti, ma i topi non albini. Ora, stiamo producendo una versione modificata del sistema per consentire topi albini da testare. Il sistema ha il vantaggio che microdialisi in vivo, in vivo elettrofisiologia, e gli esperimenti optogenetics può essere eseguita durante T-test labirinto, poiché le porte sono progettate per scendere sotto il pavimento. Per esempio, alcuni ricercatori possono cercare di studiare le proprietà elettrofisiologiche dei neuroni nell'ippocampo durante la scelta delle armisebbene alcuni miglioramenti della apparecchiatura potrebbe essere necessario per ridurre il rumore elettrico dalle porte e pellet attuatori meccanismo di rimozione.

Nel loro insieme, T-labirinto costretti compiti discriminazione e alternanza destra-sinistra con l'apparecchiatura di modifica automatica sono utili per la valutazione e la memoria di lavoro di riferimento e la flessibilità comportamentale nei topi.

Disclosures

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Acknowledgements

Ringraziamo Kazuo Nakanishi per il suo aiuto in programma Image sviluppo TM per l'analisi comportamentale. Questa ricerca è stata sostenuta da Grant-in-Aid per la ricerca esplorativa (19653081), Grant-in-Aid per la Ricerca Scientifica (B) (21.300.121), Grant-in-Aid per la Ricerca Scientifica in settori innovativi (Comprehensive Network Brain Science) da il Ministero dell'Istruzione, della Scienza, sport e della cultura del Giappone, borsa di studio Neuroinformatica Giappone Center (NIJC), e le sovvenzioni da CREST & BIRD del Giappone Scienza e della Tecnologia Agency (JST).

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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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