تحليل المكاني التعلم والسلوك بروسوسيال في الفئران باستخدام المتاهة بارنز ونماذج الفتاة في محنة

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

هذا البروتوكول تدابير المكاني التعلم والذاكرة باستخدام المتاهة بارنز. يتم استخدام نموذج الفتاة في محنة رواية لتقييم النشاط الحركي والسلوك بروسوسيال في الفئران.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Ingersoll, J., Moody, M., Holland, R., Kuegler, W., Murrah Jr., C., Winslow, J., Reynolds, N., Lloyd, N., Dugan, B., Hammock, M., Houlé, K., Clabough, E. Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms. J. Vis. Exp. (141), e58008, doi:10.3791/58008 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

المتاهة بارنز هو مقياس موثوق المكاني التعلم والذاكرة التي لا تتطلب تقييد الغذائية أو التعرض للمحفزات مرهقة للغاية. ويمكن تقييم المتاهة بارنز أيضا السلوكيات الماوس الأخرى، مثل الدافع العام الهروب من منصة المتاهة والسلوك الاستكشافي. المتاهة بارنز يمكن قياس ما إذا كانت طفرة جينية أو متغير البيئة يمكن أن تؤثر على اقتناء والاحتفاظ بالذكريات المكانية، فضلا عن تقديم معلومات عن استراتيجية البحث العاملين لدى الفئران. هنا نستخدم المتاهة بارنز للكشف عن وجود عجز ذاكرة في الفئران الكبار بعد حدث تعرض إيثانول إنمائية واحدة. يعرض نموذج الفتاة في الشدة حديثا وصف ماوس ذكور إلى الإناث ماوس المحاصرين في دائرة في مجال مركز مفتوحة على الساحة. أنه يوفر فرصة للماوس للاستجابة إلى الإناث المحاصرين اجتماعيا ويحمل السلوك بروسوسيال. يمكن أيضا استخدام نموذج الفتاة في محنة لدراسة سلوك الماوس في رواية الساحة وقياس نشاط الحركي. المتاهة بارنز والبروتوكولات الفتاة في محنة تتطلب الحد الأدنى للاستثمار المالي، ويمكن بناؤها بمعظم جوانب الاختبارات من لوازم مختبر مشترك. يمكن أيضا استخدام هذه الأدوات مرنة ويمكن الوصول إليها للكشف عن التغيرات السلوكية على مسار التنمية.

Introduction

والغرض من هذا البروتوكول لقياس التعلم المكانية والذاكرة في الفئران باستخدام المتاهة بارنز، فضلا عن الاستجابة الاجتماعية والحركة باستخدام نموذج الفتاة في محنة. ويشيع استخدام اختبارات التعلم والذاكرة المكانية للقوارض وتشمل المتاهة الذراع شعاعي، الذي يقيس القدرة بالماوس للبحث عن الغذاء المخفي في ذراع واحدة من جهاز متعدد سبوكيد، والمتاهة المائية موريس، الذي يضع ماوس في الحوض الكبير أو تجمع للمياه و تقييم الوقت الذي يستغرقه العثور على منصة مخفية تحت الماء. عادة ما يمتد عدة محاكمات التدريب لهذه النماذج ويسمح قياس كل معدلات اقتناء والاحتفاظ بها عن طريق قصيرة الأجل وطويلة الأجل الذاكرة تجارب التعلم.

على الرغم من أن المتاهة شعاعي الذراع وموريس المياه المتاهة طرق موثوقة لاختبار الذاكرة في القوارض، فإنها تعرض تعقيدات بالنسبة لبعض الباحثين. استخدام كلا متاهات الحرمان أو المحفزات البرود قوية كالتعزيز1. يستخدم المتاهة الذراع شعاعي، الحرمان من الطعام للتأكد من وجود دوافع سياسية بشكل صحيح للعثور على مكافأة غذاء القوارض. في متاهة المياه موريس، آثار الإجهاد الناجم عن سباحة قسري قد يغير النتائج في الفئران2.

المتاهة بارنز مهمة وعي المكاني بديلة تتطلب القوارض لمعرفة موقف حفرة هربا من المتاهة مشرق، فتح السطح3. ثم يتم تطبيق ضعف التحفيز البرود (الضوء أو الصوت) لزيادة احتمال أن الفئران وسوف الهروب من النظام الأساسي. لا تتطلب المتاهة بارنز الحرمان من الغذاء، حيث تبلغ إعداد الحيوانات في أقل من المتاهة الذراع شعاعي. يمكن استخدامه دون الصراع من الباحثين الذين يحققون في السلوكيات أو الجزيئات المرتبطة بالأكل، والتنظيم الهرموني، أو مسارات طائي.

المتاهة بارنز أيضا مزايا أكثر من المتاهة المائية موريس. وأقل إرهاقاً من المتاهة المائية موريس، تسبب مستويات مرتفعة أقل من القشري في الفئران4. وباﻹضافة إلى ذلك، هو أبسط بكثير لتجميع ويتطلب مساحة أقل مخصصة خلال الاختبار الداخلي والتخزين.

فحص الفتاة في محنة هو تجربة جزئين بسيطة يمكن تقييم النشاط الحركي متبوعاً بالسلوك بروسوسيال. فحص الفتاة في محنة يهدف إلى تقييم السلوكيات الاستكشافية والاجتماعية استجابة القوارض الذكور استجابة للقوارض الإناث فخ. طريقة شائعة لتقييم الاجتماعية (فضلا عن تفضيل للجدة الاجتماعية) هو استخدام ثلاثة-الدائرة الاجتماعية الاختبار في كراولي، الذي يقيم في حرية اختيار الماوس لقضاء بعض الوقت بعيداً عن غيرها من الفئران5أو بالقرب.

مشابهة لاختبار ثلاثة-الدائرة الاجتماعية في كراولي، مقايسة آنسة في الشدة أيضا تدابير حرية الاختيار فيما يتعلق بكيفية قضاء الوقت في حضور ماوس آخر، لكنه يوفر أيضا قياسات لأعمق جوانب الأداء الاجتماعي: 1) في مقايسة آنسة في الشدة، هو عقد الماوس الإناث المحاصرين في وسط حقل مفتوح، حيث النفور ذكر المحتملة إلى حقل مفتوح هو حرض ضد حملته لاستكشاف اجتماعيا أو التحقيق أنثى الأسى كونسبيسيفيك. 2) نموذج الفتاة في محنة يوفر أيضا وسيلة لتقييم السلوك بروسوسيال واحاسيسهم ردا على الماوس المحاصرين، والتي لم تستكشف كثيرا في الفئران.

التعاطف الحيوان بالتأكيد قابلة للملاحظة والقياس، على الرغم من وجود نماذج كثيرة لا لهذا الغرض. رفيقه قفص محاصرين في الفئران، على سبيل المثال، يمكن حمل دولة التحفيز بروسوسيال، حيث ستعمل الفئران لتحرير الحيوان المحاصرين. في الواقع، الفئران سوف تختار لمساعدة الحيوان المحاصرين حتى قبل فتح حاوية مماثلة تتضمن وجبة خفيفة شوكولاتة، ثم الوصول إلى الشوكولاته وتقاسمها مع الفئران المفرج عنهم حديثا6.

تدابير للتعاطف في الفئران وعادة ما تشمل التسبب في الألم؛ والواقع أن الفئران الذين يشاهدون الفئران الأخرى في الألم أكثر حساسية للألم أنفسهم7،8. ضبط النفس الإجهاد ظاهرة تتسم في القوارض وقد اقترن بصدمة لدراسة استجابات الإجهاد، كتدبير للتعاطف في الفئران9،10.

وهناك الاعتبارات الأخلاقية المرتبطة بالألم المستحث أو الصدمة، حيث هناك حاجة إلى بدائل يحفز الإجهاد. قمنا بتطوير نموذج الفتاة في الشدة كمقياس للسلوك احاسيسهم في غياب الأم أو العلاج بالصدمة. الفئران المحاصرين في بروتوكولنا آنسة في الشدة تظهر علامات العلني من الشدة بعد مرور بضع دقائق فقط كما أنهم غير قادرين على الالتفاف ضمن الحاوية الصغيرة، ومع ذلك هم سالمين بينما توفر فرصة للفئران الأخرى للاستجابة لمحنتهم.

للبدء في تقييم الفتاة في محنة، يتم وضع ماوس ذكور في ساحة رواية كبير يحتوي على اسطوانة فارغة مركزية صغيرة. وتسجل السلوكيات الاستكشافية لعدة دقائق، بما في ذلك عبرت كم عدد المقاطع في الساحة، وكم من الوقت ينفق في منطقة مفتوحة. هذا الأسلوب يوفر طريقة سريعة وسهلة لاستبعاد حالات العجز الحركي كونفوندير محتملة في حالة تعلم تتطلب حركة منسقة للإنجاز الناجح. كما أنه يوفر مقياسا أساسية هو مقدار النفور من فتح مركز الحقل الحالي. كل تدابير يمكن أن يؤثر على الأداء المتاهة بارنز.

بعد الاستكشاف الأولى، تتم إزالة الذكور من الساحة وماوس الإناث يوضع في اسطوانة الرئيسية الواضحة المغلقة، والصغيرة (مماثلة لتلك المستخدمة لجمع الدم من الفئران). ثم الماوس الذكور الأصلي مجددا إلى الساحة، وهو سلوك استكشافي وسجل مرة أخرى. نموذج الفتاة في محنة يقيم ما إذا كان ماوس مهتم تفاعل الاجتماعي القائم على التغييرات في الأنماط السلوكية عند أنثى محاصرين موجود (وسجل الوقت الذي يقضيه في ساحة المركز وعدد الحلقات الحفر)، وما إذا كانت ماوس يسلك سلوك بروسوسيال نحو الأنثى المحاصرين (سجل بمقدار اسطوانة التحقيقات والأحداث الاتصال مع الأنثى المحاصرين). يمكن استخدام مقايسة آنسة في الشدة لقياس ميل للجدة الاجتماعية (مشابه لاختبار ثلاثة-الدائرة الاجتماعية في كراولي) تبعاً لما إذا كان اعتراض الباحثين بماوس على دراية أو رواية.

معا، المتاهة بارنز وتجارب آنسة في الشدة تسمح تقييم دقيق للماوس قدرات التعلم والاستجابة الاجتماعية نظراً لغياب المحفزات مرهقة للغاية. كما هو الحال مع جميع الاختبارات السلوكية، ينبغي أن تجري هذه التجارب بحساسية بالغة تجاه التجربة الحيوانية، التقليل من الانزعاج من ذوي الخبرة بالحيوان.

مثل معظم متاهات، قد تؤثر الاختلافات في النشاط الحركي الأداء في متاهة بارنز، حيث ينبغي أيضا تقييم الباحثين النشاط الحركي، وخاصة عند استخدام المتاهة بارنز لتقييم التعلم في الفئران مع الطفرات التي قد تعوق حركة (مثل تلك الموجودة في نماذج الماوس مرض هنتنغتون، أو تلك التي تتعرض للسموم التي قد تحفز النشاط المفرط أو تؤخر حركة، مثل الإيثانول). وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي تنظيفها السطوح المتاهة والدائرة ويربك الأسرة تتغير بين كل الحيوانات لتجنب رائحة جديلة.

الأهم من ذلك، يمكن أن تكون ملفقة جميع المواد في الموقع مع الحد الأدنى للاستثمار المالي وبصمة المادية الصغيرة من هذه الاختبارات يعني أن هذه التجارب يمكن أن تتكرر في تقريبا أي إعداد، يتيح قدرا كبيرا من المرونة. يسمح هذا النوع من الوصول إلى العلم جيد يجب القيام بها في المؤسسات الصغيرة ذات الموارد المحدودة، أو في الحالات التي يحتاج فيها البيانات التجريبية التي سيتم جمعها بسرعة في غياب دعم كبير.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وافق جميع الأساليب الموصوفة هنا "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) من كلية هامبدن-سيدني أو كلية راندولف ماكون (حيث سبق إنجاز بعض الأعمال).

1-الأساسية الإسكان في الفئران

  1. بيت الفئران في أقفاص بلاستيكية مع القيعان الصلبة والجانبين، وطبقة لينة الفراش، وتداخل المواد مثل تمزيق الورق. استخدام الأسرة التي تتكون من الكيزان الذرة تمزيقه أو نجارة الخشب، وضمان أن يتم تغيير الفراش للصرف الصحي بشكل منتظم.
  2. توفير إمكانية الوصول إلى الغذاء والمياه libitum الإعلانية. ويضم الجزء العلوي من القفص البلاستيك قادوس المواد غذائية. الاستغناء عن الماوس صيغت بشكل صحيح الأغذية الكريات من هوبر الغذاء وتوفير موزع مياه. التأكد من أن أعلى القفص يتميز مرشح هواء لحماية الفئران من الملوثات الخارجية.
  3. الحفاظ على إيقاعات circadian الطبيعية للفئران باتباع دورة الضوء الظلام 12 ساعة في مرفق الإسكان. إجراء اختبار سلوكية في نفس الوقت من اليوم، ومن الناحية المثالية خلال دورة الظلام للحيوان، كما هو الحال خلال ساعات المساء.
    ملاحظة: ينبغي الحرص على التمييز بين الفئران في الإسكان. تتوفر أساليب مختلفة للفئران المميزة، مثل اللكمات الإذن، والإذن به، وعلامات الذيل.

2. اختبار المتاهة بارنز: البناء

  1. الحصول على لوحة خشبية دائرية 120 سم في القطر.
  2. قطع ثقوب دائرية 20 (4.5 سم في القطر) حول محيط الدائرة. ضع كل حفرة لتكون 2.5 سم بعيداً عن حافة المتاهة و 13 سم وبصرف النظر عن ثقوب المجاورة.
  3. الأسطح ناعمة والطلاء لهم الأبيض لامع لون مشرق (مستحسن).
  4. خطاف المعين من جانب واحد من مجلس المتاهة لإدراج كأس صغير تقريبا 2-3 سم بعيداً عن كل من الثقوب 20 وخطاطيف مكان اثنين لكل حفرة (واحد على جانبي كل حفرة).
  5. استخدام الأقراص الأسود الضحلة (البلاستيك) لتغطية الثقوب على الجانب من المتاهة مع هوكس. استخدام خطاف لتأمين سميكة الأربطة المطاطية من أجل عقد الأقراص على الجزء السفلي من المتاهة.
  6. جبل بارنز المتاهة 120 سم فوق سطح الأرض وبعيدا عن الكائنات الأخرى وبالمثل طويل القامة مثل الجداول أو كراسي بشكل أمن. يمكن استخدام أي مربع أو البراز لدعم وسط المتاهة.
  7. وضع ملصقات كبيرة بيضاء بشكل واحد على كل جدار (المثلث والدائرة والصليب) منبهات المتاهة إضافية على الجانبين 3 من المتاهة. الحفاظ على ملصقات على الجدران حول المتاهة لكل محاكمة.
  8. على جانب آخر من المتاهة، إعداد ستارة سوداء صلبة لإخفاء المراقبين بحيث يمكن تسجيل البيانات بدقة دون الباحثون يجري مرئية بالنسبة للفئران في المتاهة.
  9. تعليق كاميرا فيديو على الساحة مع منظر بديعا للسطح كامل المتاهة.
  10. تنظيف كل سطح المتاهة (الأقراص السوداء ومربع الهدف شملت) بالماء ثم حل إيثانول 70% قبل وبعد كل الماوس للمحاكمة.
  11. ضع مصدر ضوء W 100 25 سم فوق وسط متاهة (تشغيل/إيقاف في البدء/انتهاء محاكمة) ويجب التأكد من أن الأقراص وخطاطيف تواجه الكلمة.
    ملاحظة: يجب إيقاف كافة الأضواء النفقات العامة الأخرى في الغرفة أثناء الاختبار. ينصح بإضافة صانع الضوضاء بالموجات فوق الصوتية معلقة بجوار 100 W الضوء. إيقاف تشغيل/إيقاف تشغيل في البدء/الانتهاء من كل محاكمة.

3-بارنز اختبار المتاهة: الإجراء

ملاحظة: تأكد من أن يتم تنظيف جميع مكونات المتاهة مع الحل الإيثانول المياه و 70% قبل وبعد كل محاكمة، مما يتيح وقتاً لتجف تماما قبل إجراء التجارب الذاتية. من المؤكد أن يكون تنظيف إمدادات جاهزة، فضلا عن أجهزة ضبط الوقت للمحاكمات.

  1. منزل جميع الفئران في مجموعات أثناء استخدام أسلوب تحديد موثوق بها. تبقى الفئران خارج غرفة الاختبار عند أنها لا تعمل بنشاط على المتاهة. هذا للتأكد من أنهم لا يتعرضون نويسيماكير بالموجات فوق الصوتية قبل الأوان.
  2. معالجة الفئران بالتقاط بلطف وعقد لهم من قاعدة الذيل، مع آثار أقدام أبقى على يد واحدة.
  3. للتدريب، وقد الفئران تشغيل في المتاهة اليومية مرة واحدة يوميا لمدة 7 أيام في صف واحد لتقييم التعلم/اقتناء.
    ملاحظة: يمكن أن يتم محاكمة واحدة طويلة الأجل في وقت لاحق لتقييم الذاكرة/استبقاء. البروتوكول الحالي بتدريب الفئران المراهقين ابتداء من يوم الولادة 32 وتم إجراء محاكمة طويلة الأجل في البالغين في سن 4 أشهر.
  4. عشوائياً تعيين الماوس كل حفرة المستهدف لاستخدامها طوال فترة الاختبار. يمكن أن يكون المسمى الثقوب 1-20 في الجزء السفلي من المتاهة أو خارج محيط المتاهة، حيث أنها تكون غير مرئية للفأر في المتاهة.
  5. استبدل القرص ثقب المعينة بمربع أسود صغير (23 × 11 سم). إيمانا راسخا إرفاقه إلى متاهة بارنز استخدام الأربطة المطاطية متصلاً بخُطاف أقرب.
    ملاحظة: مربع الهدف الضحلة ما يكفي حتى يتم الماوس يمكن بسهولة التنحي في ذلك أو يحتوي على خطوة لضمان أن ليس لديه الماوس القفز إلى أسفل إلى ذلك.
  6. ضع الماوس في وسط المتاهة تحت كأس تأقلم لمدة 30 ثانية حتى يبدأ الاختبار. بدء تسجيل الفيديو.
  7. قم بتشغيل نويسيماكير الخفيفة والموجات فوق الصوتية. رفع الكأس عن طريق إليه سلسلة لتجنب يتحامل عنوان الأولية للحيوان. بدء تشغيل جهاز ضبط وقت والجلوس خلف الستار للاحتفال.
  8. بعد الماوس يدخل الحفرة المستهدفة، تغطي الحفرة مع كأس كامد نفسها المستخدمة في بداية المحاكمة أو موثق وإيقاف نويسيماكير بالموجات فوق الصوتية. إذا لم تدخل الماوس الهدف بعد مرور 5 دقائق، زريبة الماوس في حفرة المستهدفة.
    1. ضمان الماوس يدخل الحفرة. عندما يكون الماوس داخل المربع الهدف، تغطي الحفرة وإيقاف تشغيل في نويسيماكير. تسمح الماوس للبقاء في مربع الهدف لمدة 1 دقيقة دون عائق.
  9. على الرغم من أن ثقب الهدف ستظل ثابتة لكل الماوس طوال فترة التدريب، تشغيل الفئران في ترتيب عشوائي كل يوم التأكد من أن أنها لا تتبع أي العظة/الروائح التي خلفتها الماوس السابقة.

4-بارنز اختبار المتاهة: تحليل البيانات

  1. أثناء محاكمات المتاهة بارنز، سجل توقيت التالية بيانات: إجمالي الوقت المستغرق في متاهة، وقت للبحث عن الهدف، وإدخال ثقب الهدف إذا كان الهدف هو إدخال.
  2. تتبع حركة الماوس لتحديد العدد من الأخطاء (عدد غير صحيح ثقوب استكشاف) الشاملة قبل وبعد العثور على الهدف. أيضا تسجيل المسافة من الحفرة المستهدفة إلى الحفرة الأولى استكشاف (تقاس المسافة في عدد من الثقوب بعيداً)، جنبا إلى جنب مع أي ملحوظة الاستمالة السلوك.
  3. تعقب تحركات كل حيوان على قطعة من الورق مع رسم تخطيطي للمتاهة خلال كل محاكمة، واستخدامه لتحليل استراتيجيات البحث، فضلا عن تحديد العدد من الثقوب التي تم استكشافها في رباعي مقابل الهدف. استخدام تحليل أشرطة الفيديو للتأكد من المسارات.

5-آنسة-في-محنة اختبار: تشييد قاعة ضبط النفس

  1. قص اسطوانة واضحة على طول يساوي ¾ طول الماوس الإناث من قاعدة الذيل نصيحة من الآنف. ضمان أن تكون أبعاد الاسطوانة مثل الماوس وضعه داخل لا يستدير.
    ملاحظة: نحن قطع نهاية مخروط لأنبوب مخروطي 50 مل وصولاً إلى جعل أنبوب أنبوب طويل 4 سم للفئران عمرها 1 شهر وطول 8 سم للفئران عمره 4 أشهر.
  2. كاب طرفي الاسطوانة أن واحدة من القبعات يمكن إزالتها وإعادة ربط. لكمه ثقوب 3-4، كل منها حوالي 0.5 سم في كل عملية النداءات الموحدة. التأكد من وجود الثقوب كبيرة بما يكفي للسماح للأنف لمس بين الفئران والتنفس12.
    ملاحظة: بدلاً من ذلك، جهاز لضبط النفس الماوس أثناء جمع الدم يمكن استخدامها.

6-آنسة-في-محنة اختبار: إعداد الساحة

  1. ضمان أن على الساحة كامد عاريات بلاستيك مربع مربع 38 × 38 سم مع الجدران 19 سم. ملء شكل موحد مع الأسرة الذرة إلى ارتفاع حوالي 2.5 سم.
    ملاحظة: كورنكوب الفراش يجعل حفر أسهل للكشف عن الأحداث.
  2. تعليق كاميرا فيديو على الساحة حيث يكون على الساحة بأكملها في طريقة العرض.

7-آنسة-في-محنة الاختبار: قياس السلوك الاستكشافي

  1. وضع في دائرة مغلقة وخالية من الإجهاد في وسط الساحة.
  2. بدء التسجيل مع الكاميرا مع وقف التنفيذ.
  3. حدد بماوس ذكور. ملاحظة إذا تم وضع علامة الفئران لتحديد الهوية، الهوية ذكر هذه؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، وضع علامة هذا الماوس بحيث يمكن تمييزه بعد عودته إلى القفص.
  4. بلطف ضع الماوس الذكور تحت كوب في الزاوية اليسرى السفلي في الساحة. وبعد 30 ثانية، إزالة الكأس عبر إليه سلسلة.
  5. تسمح الماوس لاستكشاف 10 دقيقة، مع الحرص على البقاء خارج مجال رؤيته أثناء التسجيل. في نهاية 10 دقيقة، إزالة الماوس من الساحة وإعادته إلى قفص عقد ل مدة 5 دقائق المقبل12.
  6. إيقاف التسجيل وحفظ ملف الفيديو مع معرف مناسبة.

8-آنسة-في-محنة الاختبار: قياس القدرة على الاستجابة الاجتماعية

  1. استخدام إعداد الساحة وتسجيل نفسه كما هو الحال في مقياس السلوك الاستكشافي.
  2. حدد ماوس الإناث. ملاحظة إذا تم وضع علامة الفئران لتحديد الهوية، هوية هذا الأنثى؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، وضع علامة هذا الماوس بحيث يمكن تمييزه بعد فإنه يتم إرجاعها إلى القفص.
    ملاحظة: ليتيرماتي، والقفص ورفيقه، أو الماوس رواية يمكن استخدام، اعتماداً على السؤال البحثي. إذا كان يجري تجري محاكمات متعددة، الحفاظ على نوع العلاقة عبر جميع المحاكمات.
  3. أمسك الماوس الإناث بلطف بقاعدة الذيل، أو بضبط النفس في الرقبة، إذا لزم الأمر، وخفضه إلى الدائرة بضبط النفس. إغلاق نهاية مفتوحة وراء ذلك والتأكد من أنها غير قادر على تشغيل.
    ملاحظة: اعتبار ارتداء قفازات مقاومة للدغة، الماوس الإناث سوف تكون مقاومة لدخول قاعة ضبط النفس.
  4. بدء التسجيل مع الكاميرا مع وقف التنفيذ.
  5. ضع دائرة ضبط النفس مع الماوس الإناث المحاصرين داخل في وسط الساحة التعاطف والسماح للإناث إلى تأقلم لمدة 10 دقائق. الحرص على البقاء خارج مجال الرؤية للأنثى.
  6. بعد قد تم الماوس الإناث في قاعة ضبط النفس لمدة 5 دقائق، ضع الماوس الذكور ملحوظة مرة أخرى إلى الساحة التعاطف باستخدام نفس العملية مثل قبل. تسمح الماوس الذكور 5 دقائق إضافية لاستكشاف الساحة، مرة أخرى مع الحرص على البقاء خارج مجال الرؤية للفئران.
  7. إيقاف التسجيل وحفظ ملف الفيديو مع معرف مناسبة.
  8. في نهاية مدة 5 دقائق، إزالة كل الفئران من الساحة ووضعها في اقفاصها. استبدال الفراش الذرة وتطهير الساحة وقاعة الإجهاد مع الإيثانول 70%12.

9-الفتاة-في-محنة الاختبار: تحليل البيانات

  1. يمكن استخدام برنامج تتبع، ولكن يمكن أيضا أن تحلل الفيديو يدوياً. وبمجرد ملف الفيديو مرئياً على جهاز الكمبيوتر، تراكب ورقة شفافة على الشاشة والمخطط التفصيلي مربع على الساحة باستخدام علامة. تقسيم ساحة الساحة إلى تسعة أقسام متساوية.
  2. مراجعة بيانات الفيديو لأول 5 دقائق التدبير الاستكشافية الأولى. سجل العدد من المقصورات عبرت (السلوك النشاط الحركي/الاستكشافية)، الوقت المستغرق في الوسط مربعا الساحة (حقل مفتوح النفور) وعدد الحفر والاستمالة الحلقات، وعدد المرات التي لمست الماوس بضبط النفس مركز فارغة الدائرة.
    ملاحظة: لم يتم تسجيله لدقيقة 5 ثانية للاستكشاف الأولى بعد 10 دقائق للذكور، ولا عن 10 دقيقة المحاصرين الأنثى في الدائرة المركزية في غياب الذكور.
  3. مراجعة بيانات الفيديو لمدة 5 دقائق لقياس مدى الاستجابة الاجتماعية فورا بعد الذكور مجددا إلى الساحة مع الأنثى المحاصرين. سجل البيانات نفسها فيما يتعلق بالتدبير الاستكشافية الأولى، ولكن بالإضافة إلى ذلك سجل عدد مرات لمس الماوس الذكور انوف مع الماوس الإناث المحاصرين.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

المتاهة بارنز

لتوضيح كيف يمكن استخدام المتاهة بارنز، نحن التحقيق في ما إذا كان تعرض إيثانول مفردة مبكر تسبب فرقا في التعلم على مدى تطوير الماوس. تم حقن الفئران C57Bl6/ي أما بمحلول إيثانول 2.5 g/كغ (n = 8) أو مع المحلول الملحي (n = 6) مرتين، مدة ساعتين عن بعضها البعض، في يوم الولادة 6. نحن تدريب الحيوانات في متاهة بارنز أثناء فترة المراهقة (P30)، ثم إجراء محاكمة واحدة طويلة الأجل في مرحلة البلوغ (4 أشهر). البيانات التي يتم جمعها يمكن تقسيمها إلى عدة فئات رئيسية: 1) دقة بمعدل الوقت والخطأ ودخول 2) الهدف 3) وضع خرائط طريق الاستكشاف.

الدقة بمعدل الوقت والخطأ:

يشمل عدة جوانب هامة من مقاييس الزمن: زمن الوصول للوصول إلى الحفرة الأولى (الوقت المستغرق للماوس للتحقيق أي ثقب الأولى بعد بدء المحاكمة) سوف توضح إذا كان الماوس هو تعلم أنه من المفترض أن تذهب تجد (هول الهروب الشكل 1A). زمن الوصول العثور على الحفرة المستهدفة (سجل عن طريق خفض الأولى الآنف عبر طائرة الحفرة المستهدفة) غير قادرة على العثور على ثقب الصحيح (الشكل 1B). مع كل دورة، يجب تقليل الوقت لتشغيل الدورة التدريبية، التي تشير إلى أن الحيوانات يتعلمون المتاهة.

عدد التحقيقات ثقب خاطئة (وصف أخطاء) ينفذ الماوس قبل تحديد مكان الثقب الصحيح (الشكل 1) يشير إلى إذا كان الحيوان قادرة على الذهاب نسبيا لثقب الهروب المستهدفة مباشرة. إجمالي عدد مرات ماوس يستكشف ثقب غير صحيحة خلال المحاكمة يعطي قدرا بدائية من النشاط الحركي والسلوك الاستكشافي. (الشكل 1). جميع الفئران بنجاح درب على المتاهة بارنز على مدى فترة اختبار 7 أيام أثناء فترة المراهقة (ممثلة هنا بدورات يوميا في الأيام التالية للولادة 32-39)، وأشارت إلى انخفاض في نسبة الخطأ والوقت للعثور على الحفرة المستهدفة. كان هناك لا فرق إحصائي في التعلم بين الحيوانات الإيثانول والسيطرة على مدى فترة التدريب.

معدل دخول المستهدف:

زمن الوصول الواقع أدخل الحفرة المستهدفة يستخدم عادة كمعيار للإنجاز الناجح المتاهة، ولكن المرجح أن لا تعطي قدر المعلومات الجوانب الأخرى لاختبار. أيضا يمكن أن يكون سجل دخول الهدف 0 أو 1. إذا كان الماوس يدخل الهدف قبل أن تنقضي مدة 5 دقائق، اختبار تعتبر ناجحة، ولكن إذا أدخل الماوس غير المستهدفة، ينبغي أن تستخدم على الموثق أو كتاب زريبة الحيوانات إلى الهدف حيث أنه يواجه سلامة الدائرة تحت. في أول أيام التدريب، فإنه ينبغي يتوقع أن تشهد معدلات منخفضة من دخول الهدف والحيوانات التي تأخذ 5 دقائق كاملة في المتاهة. وفي الأيام اللاحقة، ينبغي اختبار يستغرق وقتاً أقل.

مما يجعل العديد من الأخطاء بعد العثور على الهدف الذي يشير إلى انخفاض الدافع لدخول مربع الهدف وقد كشف أيضا راحة غير طبيعية مع حالة البرود عادة للفئران (منصة مرتفعة، مشرق الميدانية الخفيفة، وفتح، والضوضاء بالموجات فوق الصوتية). فرق كبير بين الأخطاء قبل العثور على الهدف والعدد الإجمالي للاستكشافات هول خلال محاكمة يشير إلى ضعف الدافع لدخول قاعة الهروب المستهدفة (الشكل 2A). إذا لم تدخل الفئران الحفرة الهروب الهدف بعد اكتشاف، الأضواء الساطعة أو الضوضاء يمكن إضافة إلى حالة الاختبار كالمنبهات الضارة أقل ما يقال.

في تجربتنا، أضيفت باعث الموجات فوق الصوتية ضوضاء أعلاه المتاهة في يوم الاختبار 5 الأخذ بدافع إضافي لإدخال الهدف. قبل إدخال الضوضاء بالموجات فوق الصوتية، دخلت لا الفئران المعالجة المالحة من أي وقت مضى الهدف، لكن مداخل ارتفعت بعد الأخذ بالضوضاء. كبيرة دخلت الفئران أكثر (المالحة والايثانول جنبا إلى جنب) هدفا في 6 المحاكمة الابتدائية 4 بالمقارنة مع (تي-اختبار, p = 0.0014) (الشكل 2).

تعيين مسار:

تعيين مسار الماوس يمكن أن تساعد في تقييم الاحتفاظ بالمعلومات، والاستراتيجيات، وكذلك التعلم. المسافة بين الثقب الاستكشاف الأولى وثقب الهدف مؤشر جيد للذاكرة للموقع الهدف، كما هذه المسارات حيث الماوس يذهب الأول وكيف إغلاق أنها المستهدفة (الشكل 3A). يتوقع أن تختلف على نطاق واسع في بداية التدريب هذا التدبير، ولكن ينبغي نقل حفرة أول زيارة أقرب إلى الهدف كما الفئران معرفة موقع الهدف.

على الرغم من أن لم يوجد أي اختلاف الإحصائية في التعلم بين الحيوانات الإيثانول والسيطرة على مدى فترة التدريب، عندما تم إعادة تشغيل هذه الفئران كبالغين استخدام محاكمة طويلة الأجل واحد (في 4 أشهر)، الحيوانات حقن الإيثانول كان وقت أكثر صعوبة تذكر حيث يوجد ثقب المستهدفة (الشكل 3B)12. لم يتم العثور على هذا الاختلاف في الاحتفاظ بالذاكرة في متاهة بارنز الأولى التدريب، وذلك باستخدام المتاهة مرة أخرى في وقت لاحق سمح لنا لالتقاط الفروق الدقيقة في التعلم/الذاكرة، مثل تلك التي عثر عليها مع حدث تسمم إيثانول إنمائية واحدة. مخطط بارنز سطح المتاهة يسمح للباحثين خريطة طريق الماوس وأحاطت ممثلة، بما في ذلك العدد من الأخطاء وسجل من الحفرة الأولى زار (الشكل 3).

الوقت المستغرق في المربع المعاكس يناظر مقدار الوقت ماوس يستكشف مقطع واحد من المتاهة على الآخرين، عكس الهدف واحد على وجه التحديد. فمن الممكن لباحث للحصول على وحساب جميع التدابير الأخرى كما يتم تشغيل الماوس المتاهة، ولكن هذا التدبير يتطلب التحليل في وقت لاحق. يجب تقليل ماوس الذي هو التعلم من ثقوب استكشاف الوقت المستغرق في المربع المقابل. على الكبار طويلة الأجل للمحاكمة، تعامل الإيثانول الفئران استكشاف الثقوب أكثر بشكل ملحوظ في الربع المقابل من الهدف، مما يشير إلى عدم تذكر الموقع المكاني العام الصحيح (p = 0.03) (الشكل 4 أ).

من المهم أن تفريق هذه القياسات رسم الخرائط إلى أخطاء قبل وبعد العثور الهدف فعلا. يمكن أن تكشف عن العدد من الأخطاء قبل العثور على الهدف إذا يتم حدوث التعلم، ولكن ذلك أيضا يمكن أن تخبرنا عن استراتيجية البحث الماوس. بدلاً من زيارة عشوائياً الثقوب، الماوس قد تعتمد استراتيجية للبحث بسرعة عن الهدف. أثناء المحاكمة الطويلة الأجل، وجميع الحيوانات تعامل الإيثانول يستخدم بحث ثقب حفرة متسلسلة بطريقة على شكل حلقة حتى عثر على الحفرة، بينما إلى حد كبير أقل المالحة معاملة الفئران تستخدم هذا الأسلوب (p = 0.004) (الشكل 4B و 4 د). وبدلاً من ذلك، يمكنك استهداف الفئران اتجاه عام للمتاهة (الشكل 4)، الذي يشير إلى أن يتم حدوث التعلم المكاني والحيوان هو المرجح أن استخدام الرموز الخارجية للتوجه إلى المناطق المحيطة بالحفرة المستهدفة.

آنسة في الشدة

شيدت على الساحة آنسة في الشدة والمستخدمة لاختبار سلوك استكشافي والاجتماعية من الفئران C57Bl6/ي في كلا م 1 (n = 15) وم 4 (n = 12) من العمر. وقد استخدم ساحة تعاطف حيث وضع الماوس الذكور في زاوية (الشكل 5A). هو كمياً سلوك الماوس الاستكشافية كعدد المربعات التي عبرت في 5 دقائق في الساحة الرواية. تظهر النتائج أن الفئران الأكبر سنا (شهر 4) عبر الساحات أكثر من الفئران الأصغر سنا (شهر واحد) (ف < 0.0001) (الشكل 5 (ب)).

بعد ذلك، وضعت الأنثى المحاصرين في اسطوانة في وسط الساحة (الشكل 5A). مجرد الأنثى المحاصرين في الدائرة، يمكن قياس السلوك الاستكشافي مرة أخرى كعدد المربعات التي عبرت. ويؤثر وجود الأنثى المحاصرين السلوك الاستكشافي الذكور. بغض النظر عن العمر، استكشاف الفئران الذكور أقل حضور أنثى محاصرين. استكشاف الذكور الأحداث على الساحة أقل (مقاسا بعدد المربعات التي عبرت حضور أنثى محاصرين الفأر من عند وحدة (خلال شهر واحد: تي-اختبار، ف = 0.001؛ يعني ± ذكر 46 وحدها الساحات 4.34 مقابل مع الإناث المربعات ± 3.42 26.13). هذا الاختلاف الواضح أيضا في البالغين (في 4 أشهر: تي-اختبار، ف < 0.000001؛ ويعني ± ذكر 151.5 وحدها الساحات 5.31 مقابل مع الإناث المربعات ± 0.3.59 103.08) (الشكل 5 (ب)).

وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضا تقييم مقدار الوقت الذي يقضيه بماوس في المربع الأوسط على مدى فترة 5 دقائق. وينبغي مقارنة الوقت المستغرق في ساحة مركز في الوجود وغياب الأنثى كمقياس للمصلحة الاجتماعية. النتائج التي توصلنا إليها تظهر أن الذكور قضاء مزيد من الوقت في ساحة المركز حضور الأنثى المحاصرين. الأحداث الذكور أنفاق المزيد من الوقت في استكشاف وسط الساحة حضور أنثى محاصرين الفأر من عند وحدة (خلال شهر واحد: p = 0.05؛ يعني s 13.14 ± 2.79 وحدها الذكور مقابل مع الإناث s ± 9.32 33.42). واعتبر هذا الفرق أيضا في البالغين (في 4 أشهر: p = 0.001؛ يعني s 14.80 ± 1.89 وحدها الذكور مقابل مع الإناث s ± 8.9 52.87) (الشكل 5).

وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضا قياس الباحثين عدد حفر الأحداث على الساحة، التي يمكن أن تكون مقياسا للقلق أو السلوك بروسوسيال نحو الأنثى المحاصرين. وكان هذا التدبير تختلف اختلافاً كبيرا حضور الأنثى للفئران 1 شهر (م 1) ولكن لا 4 أشهر (م 4) الفئران. الأحداث الذكور أنفاق مزيد من الحفر الوقت خلال فترة وجودهم في الساحة حضور أنثى محاصرين الفأر من عند وحدة (في الشهر 1: ف = 0.027؛ ويعني ± 0.4 وحدها الذكور مقابل 0.27 مرات مع الإناث ± 3.2 مرات 1.09). هذا الفرق لم ينظر في البالغين (في 4 أشهر: p = 0.65؛ يعني ± ذكر 1.33 وحدة مقابل مرات 0.54. مع الإناث ± 1 مرات 0.49) (الشكل 5).

عدد مرات ذكر يمس الدائرة ضبط النفس الذي يحتوي على الأنثى المحاصرين وعدد المرات التي لمست الحيوانات انوف من خلال الثقوب الجوية مقاييس للسلوك بروسوسيال. في نتائجنا، لمست الفئران الذكور الأنبوبة تحتوي على الأنثى المحاصرين إلى حد كبير أكثر تواترا كبالغين (4 أشهر) من الأحداث (شهر واحد) (p = 0.00001؛ يعني شهر 1 4.73 ± ± 4 أشهر 15.92 مقابل. 0.95 مرات مرات 1.64) (الشكل 5E). كما بدأت أكثر من الذكور البالغين المحاصرين أحداث اتصال أنثى. ذكور الفئران لمست انوف مع الأنثى المحاصرين من خلال الثقوب الجوية إلى حد كبير أكثر تواترا كبالغين (4 أشهر) من كالأحداث (شهر واحد) (p = 0.002؛ يعني ± 1 شهر 3.93 مرات 1 مقابل 4 أشهر 8.67 ± مرات.94). (5F الشكل).

واستخدمت معدات تسجيل الموجات فوق الصوتية للاستماع للموجات فوق الصوتية الألفاظ أعلاه 20 كيلوهرتز الفئران الإناث، وكما كان يستخدم للاستماع للألفاظ بالموجات فوق الصوتية من الفئران الذكور المحاصرين في نموذج عكس "بكالوريوس في الشدة". تم الكشف عن لا الألفاظ في أي من الحالتين، التي من المتوقع، نظراً للبحوث السابقة وجدت ليس الفئران الألفاظ بالموجات فوق الصوتية خلال المحفزات البرود التعرض (مثل التقييد الجسدي أو صدمة كهربائية)11.

Figure 1
الشكل 1 : نتائج بارنز المتاهة دقة الممثل بمعدل الوقت والخطأ- الفئران كانت أما حقن بمحلول إيثانول 2.5 g/كغ أو مع المحلول الملحي بعيداً في يوم الولادة 6 ساعات مرتين. نحن تدريب الحيوانات مرة واحدة يوميا لمدة 7 أيام خلال فترة المراهقة، ثم إجراء محاكمة واحدة طويلة الأجل في سن البلوغ11. (أ) الكمون للوصول إلى يكشف هول (الوقت المستغرق للماوس للتحقيق أي ثقب الأولى بعد بدء المحاكمة) الأول إذا كان الماوس هو التعلم للعثور على ثقب الهروب. (ب) زمن الوصول العثور على الحفرة المستهدفة (سجل عن طريق خفض الأولية للأنف عبر طائرة الحفرة المستهدفة) غير قادرة على العثور على ثقب الصحيح. (ج) عدد خاطئ ثقب التحقيقات (وصف أخطاء) يجعل الماوس قبل تحديد مكان الثقب الصحيح تشير إلى إذا كان الحيوان قادرة على الذهاب نسبيا لثقب الهروب المستهدفة مباشرة. (د) المجموع عدد مرات ماوس يستكشف ثقب غير صحيحة خلال المحاكمة يعطي قدرا بدائية من النشاط الحركي والسلوك الاستكشافي. أشرطة الخطأ تمثل وزارة شؤون المرأة11. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : استكمال المتاهة "بارنز ناجحة". زمن الوصول الواقع أدخل الحفرة المستهدفة يستخدم عادة كمعيار للإنجاز الناجح المتاهة، ولكن قد تدخل الحيوانات الحفرة المستهدفة بعد اكتشاف. (أ) بفرق كبير بين الأخطاء قبل العثور على الهدف والعدد الإجمالي للاستكشافات هول خلال محاكمة يشير إلى الدافع الفقيرة لدخول قاعة الهروب المستهدفة. في تجربتنا، أضيفت ضوضاء بالموجات فوق الصوتية على 5 المحاكمة للحث على الفئران لإدخال الهدف. (ب) إلى حد كبير دخل أكثر من الفئران (المالحة والايثانول جنبا إلى جنب) في 6 المحاكمة الابتدائية 4 بالمقارنة مع الهدف (t-اختبار, p = 0.0014). لا الفئران الإيثانول أبقى استكشاف بعد العثور الهدف قبل يوم 7. أشرطة الخطأ تمثل sem. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : دافع المتاهة بارنز- تعيين المسارات الماوس يمكن أن توفر معلومات حول الدوافع. (A) المسافة بين الثقب الاستكشاف الأولى وثقب الهدف هو مؤشر جيد للذاكرة للموقع الهدف، كهذا التدبير المسارات حيث يذهب الفأرة الأولى ومدى هم بعيداً عن الهدف. (ب) على الرغم من أن لم يوجد أي اختلاف الإحصائية في التعلم بين الحيوانات الإيثانول والسيطرة على مدى فترة التدريب، عندما تم إعادة تشغيل هذه الفئران كبالغين استخدام محاكمة طويلة الأجل واحد (في 4 أشهر)، الحيوانات حقن الإيثانول وكان وقت أكثر صعوبة تذكر حيث يوجد ثقب المستهدفة. (ج) الرسم التخطيطي الممثل من بارنز سطح المتاهة يسمح للباحثين خريطة طريق الماوس أخذت، بما في ذلك العدد من الأخطاء وسجل من الحفرة الأولى زار. هذا الفأر ذهب مباشرة إلى الهدف في غضون ثوان 16، لكن لم يدخل قط أنه على مدى 5 دقائق واستكشاف الثقوب 41 بعد ذلك. يشير هذا السلوك إلى انخفاض الدافع لإدخال الهدف. أشرطة الخطأ تمثل sem. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : استراتيجية البحث المتاهة بارنز- تعيين المسارات الماوس يمكن الكشف عن استراتيجيات البحث وتوفير المعلومات حول استراتيجية التعلم. (A) على الكبار طويلة الأجل للمحاكمة، تعامل الإيثانول الفئران استكشاف الثقوب أكثر بشكل ملحوظ في الربع المقابل من الهدف، مما يشير إلى عدم تذكر الموقع المكاني العام الصحيح (* p = 0.03). (ب) أثناء المحاكمة الطويلة الأجل، واستخدام كل من الحيوانات تعامل الإيثانول بحث ثقب حفرة متسلسلة بطريقة على شكل حلقة حتى عثر على الحفرة، بينما إلى حد كبير أقل من المياه المالحة معاملة الفئران تستخدم هذا الأسلوب (* * p = 0.004) (ب ، د). يوم محاكمة النتائج 6 هي المصورة الملحية (ج) التعامل مع الماوس والماوس الإيثانول تعامل (د). يمكن استهداف الفئران اتجاه عام للمتاهة (ج)، الذي يشير إلى أن يتم حدوث التعلم المكاني والحيوان هو المرجح أن استخدام الرموز الخارجية للتوجه إلى المناطق المحيطة بالحفرة المستهدفة. بشكل عام، عشرات رباعي، أفضل بكثير للفئران باستخدام هذه الاستراتيجية. (د) الثقب تسلسلي لهول البحث هو استراتيجية الطوق، حيث يذهب إلى أي حافة المتاهة الماوس ويبحث في كل حفرة البحث عن الهدف. رباعي، عشرات سيئة مع اختلاف كبير عند الفئران باستخدام استراتيجية الطوق. أشرطة الخطأ تمثل sem. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
5 الرقم: الفتاة في محنة. الساحة (A) آنسة المحنة التي تنقسم إلى 9 مربعات. يتم وضع الماوس الذكور في زاوية ويلاحظ سلوك الذكور. يتم وضع الماوس الإناث، محاصرين في وعاء أسطواني، في الساحة المركزية في الساحة. (ب) السلوك الاستكشافي داخل الساحة يزيد بين المراهقة (1 شهر = 1 م) ومرحلة البلوغ (4 أشهر = 4 م). الفئران الذكور عموما، واستكشاف أقل حضور أنثى محاصرين. بالإضافة، الأحداث الفئران استكشاف أقل من الفئران الكبار حضور الأنثى المحاصرين. يمكن أيضا قياس الاستجابة الاجتماعية (ج) بحلول الوقت الذي ماوس تنفق في ساحة المركز حيث عقد الماوس المحاصرين. الذكور الأحداث والبالغين على حد سواء أنفاق المزيد من الوقت في ساحة المركز حضور الأنثى المحاصرين. (د) الأحداث الذكور أنفاق مزيد من الحفر الوقت خلال فترة وجودهم في الساحة حضور أنثى محاصرين الفأر من عند وحدة. وتطرق الفئران الذكور (ه) الأنبوبة المحتوية على الأنثى المحاصرين أكثر كبالغين من كالأحداث في كثير من الأحيان إلى حد كبير. (F) من الذكور كما بدأ أكثر المحاصرين أحداث الاتصال الإناث من الأحداث. أشرطة الخطأ تمثل وزارة شؤون المرأة (* * * ف < 0.0001، * * ف 0.001، * p 0.05). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

المتاهة بارنز وتجارب الفتاة في محنة طرق غير مكلفة وسريعة وسهلة نسبيا لتقييم التعلم المكاني والنشاط الحركي والسلوك بروسوسيال في الفئران. وتشمل المزايا الأخرى نظراً لغياب الضغوطات العلنية، والألم، أو تقييد الغذاء للحيوان. مثل معظم نماذج التعلم/الذاكرة، هو وضع غير مؤات للمتاهة بارنز عدد المحاكمات المطلوبة للحيوانات لمعرفة أين يقع ثقب الهدف وأدخل.

جمع البيانات:

ينبغي أن تجمع البيانات دائماً عند مراقبة الأنشطة والسلوكيات في كلا نماذج للماوس. للمتاهة بارنز، ويشمل ذلك تسجيل الوقت حفرة الأول هو التوصل إلى، العدد من الثقوب الأخطاء/خاطئ وهو يستكشف، في الوقت الذي يصل إلى الحفرة المستهدفة، وفي الوقت الذي تدخل في حفرة الهدف. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي تعيين الباحثين مسار كل الفأر في المتاهة. يمكن تعقب البيانات باستخدام خريطة المتاهة بارنز ورقة في نفس الوقت الذي يتم تشغيل الماوس المتاهة، ويمكن تأكيد الأرقام توقيت والثقب باستخدام لقطات الفيديو. عند تعقب الحيوان، قد يكون من المفيد لتغيير ألوان القلم مرة واحدة كل دقيقة لتعقب الاستكشافات ثقب يحتمل أن تكون متداخلة. تتوفر أنظمة الحاسوب تتبع ضمان الدقة والموثوقية، مثل إيدتراكير، أو قطر، أو تراكتور، وهناك عدد قليل من المجانية أو المفتوحة المصدر.

لفحص الفتاة في محنة، ينبغي أن تتضمن البيانات المسجلة المربعات كم عدد الذكور يدخل، في الوقت الذي يستغرقه للذكور تصل إلى الأنثى، كم من الوقت يقضي الذكور في ساحة مركز عند وجود الأنثى المحاصرين بالمقارنة مع اسطوانة فارغة فقط ، كم عدد الأحداث الاتصال هناك هي مع الاسطوانة، عدد مرات حدوث انوف الحيوانات لمست من خلال الدائرة، وعدد المرات التي حفر الأحداث عموما وفي الوسط مربعا.

الثوابت في اختبار سلوكية:

كما هو الحال مع كافة الاختبارات السلوكية، من الأهمية بمكان الاحتفاظ بشروط ثابتة بين وداخل التجارب الحيوانية التأكد من أن المتغيرات البيئية عدم الخلط بين نتائج الدراسة. المحفزات البصرية أو السمعية أو حاسة الشم في بيئة تجريبية يمكن أن تسبب التغيرات السلوكية في الفئران، عما إذا كان يقصد أو لا13. على هذا النحو، ينبغي الحرص على حماية الفئران من تشتيت المنبهات الخارجية14. سواء على الساحة تستخدم للسيناريو الفتاة في محنة ويجب تنظيف المتاهة بارنز بعد كل المحاكمة مع المياه ومطهرة مع الإيثانول 70% لضمان أن لا مؤشرات العالقة من الفئران السابقة تؤثر في محاكمة لاحقة. وبالإضافة إلى ذلك، يجب تغيير الفراش بعد كل فحص الفتاة في محنة. وينبغي دائماً تسجيل جمع البيانات على شريط فيديو للسماح المجربون مراجعة البيانات والتأكد من دقة التحليل. فإنه يمكن أن يشكل تحديا للباحث تبقى مخفية وراء ستارة أو خلاف ذلك بعيداً عن الأنظار أثناء جمع البيانات، ولكن هذا من المهم الحفاظ على أجواء ثابتة وخالية من الهاء للفئران.

تصميم نموذج المتاهة بارنز والتعديلات:

هناك العديد من النماذج المنشورة في الاستخدام للمتاهة بارنز. بارنز المتاهة بروتوكولات التدريب عادة ما تتراوح بين 7-15 يوما، ولكن يمكن اختصارها في البروتوكول. يمكن عزل اقتطاع عدد الدورات التدريبية لجعل التعلم المهمة أكثر صعوبة في بعض الأحيان الخلافات أن تفوت البروتوكولات أطول15. يمكن استخدامه مع فقط مقدار حمل خفيفة (كما هو الحال في الدراسة بارنز الأصلي)، أو يمكن إضافة عناصر أخرى (مثل ضوء أكثر إشراقا، ومروحة، أو ضوضاء) بغية جعل الفئران أكثر الدوافع لدخول غرفة الهروب3،16. إذا كنت مراقبة الدافع الفقراء لإدخال مربع الهدف أثناء دراسة تجريبية، ينبغي النظر في إضافة هذه العناصر أثناء التدريب الفعلي.

يرجح أن يحدث دخول الحفرة الهدف الصحيح أقل سرعة دون هذه العناصر، ولكن الباحثين يجب أن تدرك أن هذه الإضافات قد يكون الإجهاد يحفز المحفزات. يمكن التلاعب وجود أو عدم وجود المحفزات البرود لتقييم الدافع لدخول الحفرة المستهدفة. وأظهرت دراستنا أن الإيثانول قبل الولادة كان لها تأثير على احتمال أن يدخل ماوس هول الهروب أثناء فترة التدريب عندما كانت تستخدم فقط الضوء الساطع، وهذه الظاهرة كانت متميزة من التعلم فعلا حيث يوجد ثقب الهدف.

الفئران كما رأينا في الأيام 1-4 من بروتوكول لنا، لم تكن دوافع جداً لدخول الحفرة، على الرغم من أنها تبدو للعثور عليه بسهولة ما يكفي. ومع ذلك، عندما يوضع فوق المتاهة الضوضاء بالموجات فوق الصوتية في يوم 5، تحسين عشرات على معظم بارنز التدابير، بما في ذلك احتمال أن تدخل الفئران الدائرة المستهدفة بعد العثور عليه. الضجيج تخفيض هائل عدد التحقيقات حفرة غريبة للمحاكمة يوم 6 و 7 على ما يبدو، ويوم 7 الاحتفاظ باستكشاف لا الفئران الإيثانول بعد العثور على الهدف (الشكل 2A). على الرغم من أنه من الممكن هذا نتيجة طبيعية للتعلم المتاهة، تظهر الحيوانات أكثر تحريكها بعد الأخذ بالضوضاء بالموجات فوق الصوتية، وأقل احتمالاً لاستكشاف المتاهة. وللدائرة أن تظل حالة مجزية للفئران، يجب أن يكون الباحثون أيضا الحرص على إيقاف المحفزات البرود (تغطي الحفرة وإيقاف الضوضاء) والسماح للحيوان بالبقاء دون عائق في الدائرة للمبلغ المخصص ل وقت الاسترداد قبل إزالة الحيوان.

ويمكن تصميم المتاهة بارنز أثرا على التعلم وتقييم الذاكرة. يستخدم البروتوكول الحالي العظة خارج المتاهة. بالإضافة إلى عدم تماثل غرفة الاختبار، ملصقات لأربعة أشكال سوداء على خلفية بيضاء بسيطة (مربع، مثلث، دائرة، والصليب) كانت محملة على جدران الغرفة مرئية. المتاهة بارنز يمكن حلها مع أو بدون العظة القاصي على جدران غرفة الاختبار أو يمكن حلها باستخدام استراتيجية بحث مسلسل. وبسبب هذا، قد تفوت استخدام فقط "أولاً هول المسافة من هدف" قياس الاختلافات ذات الصلة في الطريق أن الماوس يحل المتاهة، وقد لا يفرق المكانية من قدرات غير الفضائية17. ينبغي أن تستخدم تدابير تحليل متعددة، مثل أيضا بدراسة العدد من الثقوب استكشافها في المربع المعاكس أو عدد الأخطاء قبل الهدف. يمكن أيضا أن تحلل نمط استراتيجية البحث.

يمكن أن يكون مختلف السلالات الفطرية للفئران أداء متغير في متاهة بارنز، ربما بسبب الاختلافات في البصر. إذا تم اختيار سلالة فئران مع ضعف البصر للاستخدام في متاهة بارنز، إضافة حائط صغيرة حول حافة المتاهة قد زيادة ثيجموتاكسيس (السلوك تعانق الجدار) وزيادة استخدام استراتيجية البحث غير المرئية. الذكور قد تعلم أداء أفضل من الإناث في سلالات ديسيبل/2J و C3H/HeJ، وعلى الرغم من أن الذكور فقط استخدمت في البروتوكول الحالي، لم يتم العثور فئران C57/Bl6 لعرض الاختلافات بين الجنسين في الذاكرة في متاهة بارنز18.

تصميم نموذج الفتاة في محنة والتعديلات:

للتجربة آنسة في الشدة، قيداً كبيرا أنه لا توجد طريقة للماوس الاستكشافية لتحرير الماوس الإناث، أو "آنسة،" من الأنبوب في وسط الساحة. وسيكون إعادة تصميم قاعة تحتوي على إليه لإطلاق سراح تعديل المستقبلي لاهتمام. عيب آنسة المحنة التي هو عدم وجود دراسات مقارنة باستخدام النموذج، كما إجراء تقييم جديد لقياس السلوك بروسوسيال.

يمكن تعديل الفتاة في المحنة كذلك تقييم الاجتماعية (المعرفة كميلة إلى قضاء بعض الوقت مع ماوس آخر)، تفضيل للجدة الاجتماعية (الميل للتحقيق ماوس رواية مقارنة بماوس على دراية)، التزاوج أو عدوانية السلوكيات (محاصرة من الإناث في السفاد أو ذكر رواية في الدائرة)، ومسائل علم الأحياء التطوري، مثل تأثير الخلفية الوراثية المشتركة في اتجاهات السلوك الإيثاري (استجابة ليتيرماتي محاصرين محاصرين من غير ليتيرماتي بالمقارنة 19من الماوس).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

نحن في كلية هامبدن-سيدني إعطاء الاعتراف والتقدير لشون والدن، لايتنر زاك ولي صياد وانطون خيرانى للمشاركة في اختبار بروتوكولات للمتاهة بارنز وتجارب آنسة في الشدة. ونود أيضا أن نشكر جيمس فوستر في كلية راندولف ماكون لبناء المتاهة بارنز و "قسم البيولوجيا كلية" راندولف ماكون لتوفير أماكن للاختبار.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Damsel-in-Distress
50 mL conical tube Fisher Scientific 14-432-22 Any brand of 50 mL conical tube will work
Rubber bands Sprano Brand n/a Size 62, used to keep caps held to plywood
hammer Grainger 6R252 Any standard hammer will work
nail (size 8D) Grainger 4NFE3 Similarly-sized nails should work just as well
opaque, topless plastic box AcmePlastics CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025 Opaque plastic, cut to size (30 cm L x 19 cm W x 3-6 cm H). Step may be added to ensure no more than a 3.5 cm entrance depth for the mouse. 
video camera (smartphone) N/A N/A Any camera-equipped smartphone will work
bite-resistant gloves Kent Scientific GLVDYN02 Any brand offering appropriate protection
transparency sheet Staples 954145 Any brand of clear plastic sheet will work, used for scoring 
Barnes Maze
Petri Dishes Corning 353025 Spray painted and used as covers for Barnes maze holes
Plywood (3/4 in.) LP Building Products 22487 To construct Barnes maze
Spray Paint Krylon 1274937 Used to paint petri dish caps black, white paint used to paint plywood
Cup Hooks (5/8 in.) Ace Hardware 5360615 2 used on either side of ventral hole surfaces; Rubber band wraps around hooks to hold cap flat
Poster Board Creatology n/a Used at edges of maze as extra cues
Light Bulbs Phillips n/a 100W light bulb, used to during the trials
Rubber bands Sprano Brand n/a Size 62, used to keep caps held to plywood
Ultrasonic noisemaker Victor mini PestChaser M753SN Used as aversive stimuli

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice. Protocol Exchange. 2007, (2016).
  2. Vorhees, V., Williams, M. T. Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents. ILAR Journal. 55, (2), 310-332 (2014).
  3. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93, (1), 74-104 (1979).
  4. Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behavioural Brain Research. 198, (1), 247-251 (2009).
  5. Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nature Reviews Neuroscience. 11, (7), 490 (2010).
  6. Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. Empathy and pro-social behavior in rats. Science. 334, (6061), 1427-1430 (2011).
  7. Langford, D. L., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312, (5782), 1967-1970 (2006).
  8. Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. Social transfer of pain in mice. Science Advances. 2, (10), e1600855 (2016).
  9. Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress. Journal of Neuroscience. 14, (10), 5929-5938 (1994).
  10. Watanabe, S. Empathy and reversed empathy of stress in mice. Public Library of Science (PloS) One. 6, (8), e23357 (2011).
  11. Portfors, C. V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46, (1), 28-34 (2007).
  12. Houlé, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness. Brain and Behavior. (2017).
  13. Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals. Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).
  14. Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 248, 1670-1672 (1999).
  15. Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease. PloS One. 8, (11), (2013).
  16. Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicology and Teratology. 22, (4), 547-557 (2000).
  17. Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learning and Memory. 13, (6), 809-819 (2006).
  18. O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze. Behavioural Brain Research. 216, (2), 531-542 (2011).
  19. Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics