Analyse der räumlichen Lernens und prosoziales Verhalten bei Mäusen mit dem Barnes Labyrinth und Damsel in Distress Paradigmen

Behavior

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Summary

Dieses Protokoll misst räumliche lernen und Gedächtnis mit dem Barnes Labyrinth. Eine neuartige Damsel in Distress-Paradigma wird verwendet, um lokomotorische Aktivität und prosoziales Verhalten bei Mäusen zu bewerten.

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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).

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Abstract

Die Barnes-Maze ist ein zuverlässiger Maßstab für räumliche lernen und Gedächtnis, die nicht Essen Einschränkung oder Exposition gegenüber extrem belastenden Reize erfordert. Das Barnes Labyrinth kann auch andere Maus Verhaltensweisen, z. B. Allgemeine Motivation zu entkommen, die Labyrinth-Plattform und exploratives Verhalten bewerten. Das Barnes Labyrinth kann messen, ob eine genetische Mutation oder Umgebungsvariablen kann Einfluss auf die Gewinnung und Bindung von räumlichen Erinnerungen, sowie Auskunft über die Suchstrategie den Mäusen angestellt. Hier verwenden wir das Barnes Labyrinth, um ein Speicher-Defizit bei Erwachsenen Mäusen nach einem einzigen Entwicklungsstörungen Ethanol Ausstellung Ereignis zu erkennen. Die neu beschriebene Mädchen-in-Not-Paradigma macht eine männliche Maus eine weibliche Maus gefangen in einer Kammer im Feld öffnen Mitte der Arena. Es bietet die Möglichkeit für die Maus, um sozial auf das eingeschlossene Weibchen reagieren und prosoziales Verhalten. Das Mädchen-in-Not-Paradigma kann auch verwendet werden, Verhalten der Maus in eine neue Arena und Maßnahme lokomotorischen Tätigkeit zu prüfen. Die Barnes-Labyrinth und die Mädchen-in-Not-Protokolle erfordern minimalen finanziellen Investitionen und die meisten Aspekte der Tests können aus gemeinsamen Laborbedarf aufgebaut werden. Diese flexible und zugängliche Werkzeuge können auch verwendet werden, um Verhaltensänderungen im Laufe der Entwicklung zu erkennen.

Introduction

Dieses Protokoll dient zur Messung der räumlichen lernen und Gedächtnis bei Mäusen mit dem Barnes Labyrinth sowie sozialen Reaktionsfähigkeit und Fortbewegung mit dem Mädchen-in-Not-Paradigma. Häufig verwendet räumliche lernen und Gedächtnis-Tests für Nagetiere gehören die Radialarm-Labyrinth, das eine Maus Fähigkeit, versteckte Nahrung finden in einem Arm von einem Multi-Speichen-Apparat misst, und Morris Wasser-Irrgarten, die eine Maus in einer großen Wanne oder Lache des Wassers stellt und bewertet, wie lange es dauert, um eine versteckte Unterwasser Plattform zu finden. In der Regel Schulungen für diese Paradigmen erstreckt sich über mehrere Studien und ermöglicht die Messung beider Erfassungsraten und Kundenbindung durch kurzfristige und langfristige Speicher Prüfungen zu lernen.

Obwohl die Radial-Arm Labyrinth und Morris Wasser-Irrgarten zuverlässige Möglichkeiten, Speicher bei Nagetieren zu testen sind, präsentieren sie Komplikationen für einige Forscher. Als Verstärkung1verwenden beide Labyrinthe Deprivation oder starke aversive Reize. Die Radialarm-Labyrinth stellt Nahrungsmangel sicher, dass Nager richtig motiviert, um eine Belohnung zu finden sind. In der Morris-Wasser-Irrgarten können die Auswirkungen von Stress induziert durch erzwungene schwimmen Ergebnisse in den Mäusen2ändern.

Das Barnes Labyrinth ist eine alternative räumliches Vorstellungsvermögen-Vorgang, der Nagetiere, die Position einer Bohrung zu lernen, um die helle, offene Labyrinth Oberfläche3entkommen ist. Schwache aversiven Reiz (Licht oder Ton) wird dann angewendet, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, die Mäuse werden von der Plattform zu entkommen. Das Barnes Labyrinth erfordert keine Nahrungsmangel, so ist die Menge an tierischen Vorbereitung weniger als in der Radialarm-Labyrinth. Es kann ohne Konflikte von Forschern verwendet werden, Verhaltensweisen oder Molekülen verbunden mit Essen, hormonelle Regulation oder Hypothalamus Wege untersucht werden.

Das Barnes Labyrinth hat auch Vorteile gegenüber der Morris-Wasser-Irrgarten. Es ist weniger stressig als Morris Wasser-Irrgarten, verursacht weniger erhöhte Konzentrationen von Corticosteron in Mäusen4. Darüber hinaus es ist viel einfacher zu montieren und erfordert weniger Platz bei der Prüfung Verfahren und Lagerung.

Die Mädchen-in-Not-Assay ist ein einfaches zweiteiliges Experiment, das lokomotorische Aktivität gefolgt von prosoziales Verhalten beurteilen kann. Die Mädchen-in-Not-Assay dient zur explorativen Verhaltensweisen und sozialen Reaktionsfähigkeit von einem männlichen Nagetier in Reaktion auf eine eingeschlossene weibliche Nager zu bewerten. Eine häufig verwendete Methode, um Geselligkeit (sowie Vorliebe für soziale Neuheit) zu bewerten ist die Verwendung von Crawley Dreikammer-Geselligkeit-Test, der die freie Wahl einer Maus zum Verweilen in der Nähe oder Weg von anderen Mäusen5bewertet.

Ähnlich wie bei der Crawley Dreikammer-Geselligkeit Test, der Mädchen-in-Not-Test misst auch die freie Wahl darüber, wie verbringen Sie Zeit in der Gegenwart eine andere Maus, sondern es bietet auch Messungen für die tieferen Aspekte der sozialen Funktion: 1) In der Mädchen-in-Not-Assay, findet die eingeschlossene weibliche Maus in der Mitte ein offenes Feld, so dass das Männchen potenzielle Abneigung gegen ein offenes Feld seine Fahrt gegeneinander nach sozial zu erkunden oder eine notleidende weibliche Sicht zu untersuchen. (2) das Mädchen-in-Not-Modell bietet auch eine Möglichkeit, einfühlsam und prosoziales Verhalten als Reaktion auf die Gefangene Maus bewerten die häufig nicht in den Mäusen erforscht hat.

Tierische Empathie ist auf jeden Fall beobachtbar und messbar, obwohl nicht viele Paradigmen für diesen Zweck vorhanden sind. Beispielsweise kann eine eingeschlossene Käfig Mate bei Ratten, einen Zustand der prosozialen Motivation, induzieren, wo Ratten arbeiten werden, um die Gefangenen Tiere zu befreien. In der Tat Ratten auswählen, um die Gefangenen Tiere noch vor dem Öffnen eines ähnlichen Behälters, Schokolade, dann Zugriff auf die Schokolade und teilen Sie sie mit den gerade befreiten Ratte-6.

Maßnahmen der Empathie bei Mäusen beinhalten in der Regel die Zufügung von Schmerzen; in der Tat sind Mäuse, die anderen Mäuse im Schmerz zu sehen viel empfindlicher auf Schmerzen sich7,8. Zurückhaltung Stress ist ein geprägten Phänomen bei Nagetieren und wurden mit Schock, Stressreaktionen, als eine Maßnahme der Empathie in Mäusen9,10prüfen gekoppelt.

Es gibt ethische Überlegungen induzierte Schmerzen oder Schock, zugeordnet, so dass Stress auslösende Alternativen erforderlich sind. Wir entwickelten das Mädchen-in-Not-Paradigma als Maß für die einfühlsame Verhalten in der Abwesenheit von Schmerz oder Schockbehandlung. Die Gefangenen Mäuse in unserem Mädchen-in-Not-Protokoll zeigen offensichtliche Zeichen der Bedrängnisses nach einigen Augenblicken, wie sie nicht in der Lage sind, innerhalb der kleinen Behälter umdrehen, doch sind sie unversehrt und bietet gleichzeitig eine Gelegenheit für andere Mäuse reagieren auf ihre Not.

Um die Mädchen-in-Not-Bewertung zu beginnen, wird eine männliche Maus in einem großen Roman Arena, enthält eine kleine leere Zentralzylinder platziert. Explorative Verhalten werden aufgezeichnet, für mehrere Minuten, einschließlich wie viele Abschnitte der Arena gekreuzt werden und wie viel Zeit in der zentralen Freifläche. Diese Methode bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit zur motorischen Defizite als eine potentielle Confounder in einer Lernsituation ausschließen, die koordinierte Bewegung für einen erfolgreichen Abschluss erfordert. Darüber hinaus ein Grundmaß von wie viel Abneigung gegen das Freiland Center vorhanden ist. Beide Maßnahmen könnte Barnes Labyrinth beeinflussen.

Im Anschluss an die erste Erkundung das Männchen wird von der Arena entfernt und eine weibliche Maus befindet sich in einer geschlossenen, kleinen klaren Zentralzylinder (ähnlich dem verwendet, um Blut von Mäusen zu sammeln). Dann die ursprüngliche männliche Maus ist in der Arena wiedereingeführt und exploratives Verhalten wird wieder gezählt. Das Mädchen-in-Not-Paradigma wird beurteilt, ob eine Maus interessiert an eine soziale Interaktion ist, basierend auf Änderungen in Verhaltensmustern gefangen weiblich (erzielte nach Zeitaufwand in das mittlere Quadrat und die Anzahl der Graben Episoden) vorhanden ist, als ob die Maus zeigt prosoziales Verhalten gegenüber der eingeschlossenen weiblich (erzielte durch die Menge der Zylinder Untersuchungen und Kontakt Events mit der eingeschlossenen weiblich). Die Mädchen-in-Not-Assay kann verwendet werden, um eine Neigung zum sozialen Neuheit (ähnlich der Crawley Dreikammer-Geselligkeit Test) je nachdem, ob Forscher eine vertraute oder neuartige Maus trap zu messen.

Zusammen ermöglichen die Barnes Labyrinth und Damsel in Distress Experimente die genaue Auswertung der Maus Lernfähigkeit und sozialen Reaktionsfähigkeit in der Abwesenheit von extrem belastenden reizen. Wie bei allen Verhaltens Assays, sollte diese Experimente mit großer Sensibilität gegenüber der Tiererlebnis, Minimierung der Beschwerden erfahren durch das Tier durchgeführt werden.

Wie die meisten Labyrinthe können Unterschiede in motorischen Aktivität beeinflussen Leistung auf dem Barnes Labyrinth, so dass Forscher auch lokomotorischen Tätigkeit beurteilen sollte, vor allem, wenn das Barnes Labyrinth einzuschätzen lernen in Mäuse mit Mutationen, die Bewegung (z. B. beeinträchtigen können gefunden bei Chorea Huntington Mausmodellen, die ausgesetzt oder Toxine, die Hyperaktivität auslösen oder Bewegung, wie Ethanol zu verzögern). Darüber hinaus Labyrinth und Kammer Oberflächen gründlich gereinigt werden und Bettwäsche gewechselt zwischen jedem Tier Duft Cue zu vermeiden verwirrt.

Wichtig ist, alle Materialien können vor Ort mit minimalem finanziellen Aufwand hergestellt werden und die kleine Stellfläche diese Assays bedeutet, dass diese Experimente in fast jeder Umgebung, ermöglicht große Flexibilität repliziert werden können. Diese Art der Zugänglichkeit ermöglicht guten Wissenschaft durchgeführt werden, bei kleineren Instituten mit begrenzten Ressourcen oder in Situationen, wo Piloten Daten schnell in das fehlen wesentliche Unterstützung gesammelt werden.

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Protocol

Alle hier beschriebene Methoden wurden von den institutionellen Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) der Hampden-Sydney College oder Randolph-Macon College (wo einige Arbeit zuvor durchgeführt wurde) genehmigt.

1. Grundgehäuse von Mäusen

  1. Haus der Mäuse in Kunststoffkäfige mit festen Böden und Zargen und eine Schicht aus weicher Bettwäsche und Verschachtelung Material wie Papier Schreddern. Verwenden Sie Bettwäsche, die besteht aus zerkleinerten Maiskolben oder Holzspäne und sicherstellen Sie, dass die Bettwäsche für sanitäre Einrichtungen regelmäßig geändert wird.
  2. Bieten Zugang zu Nahrung und Wasser Ad Libitum. Oberen Rand der Kunststoffkäfig beherbergt einen Lebensmittel-Trichter. Verzichten Sie richtig formulierte Maus Essen Pellets aus dem Lebensmittel-Trichter zu und bieten Sie einen Wasserspender. Stellen Sie sicher, dass der Käfig-Spitze verfügt über einen Luftfilter um Mäuse vor äußeren Verunreinigungen zu schützen.
  3. Pflegen Sie die natürlichen Tagesrhythmus der Mäuse durch Anschluss an einen 12-Stunden-hell-dunkel-Zyklus in der Wohnanlage. Tests Verhaltens zur gleichen Zeit des Tages, idealerweise während des Tieres dunklen Zyklus, wie z. B. in den Abendstunden.
    Hinweis: Sollten achten, Mäuse im Gehäuse zu unterscheiden. Verschiedene Methoden zur Unterscheidung Mäuse stehen wie Ohr Schläge, Ohrmarken und Schweif Markierungen zur Verfügung.

(2) Barnes Labyrinth testen: Bau

  1. Erhalten Sie eine kreisförmige Holzplatte, die 120 cm im Durchmesser ist.
  2. Schneiden Sie 20 Runde Löcher (Durchmesser 4,5 cm) um den Umfang des Kreises. Positionieren Sie jedes Loch um 2,5 cm vom Rand Labyrinth und 13 cm neben der benachbarten Löcher sein.
  3. Die Oberflächen glatt und Lackieren weiß glänzend (eine helle Farbe wird empfohlen).
  4. Designierte einseitig die Labyrinth-Board zum Einsetzen des kleinen Tasse Haken etwa 2-3 cm vom einzelnen 20 Löcher und legen Sie zwei Haken für jedes Loch (eine auf beiden Seiten jedes Loch).
  5. Verwenden Sie flach schwarz (Kunststoff) Festplatten zum abdecken von Bohrungen auf Seite des Labyrinths mit Haken. Verwenden Sie Haken, um Dicke Gummibänder zu sichern, um die Festplatten auf den Boden des Labyrinths zu halten.
  6. Sicher montieren Sie Barnes Labyrinth 120 cm über dem Boden und Weg von andere ähnlich große Gegenstände wie Tische oder Stühle. Einer Box oder einem Hocker kann verwendet werden, um die Mitte des Labyrinths zu unterstützen.
  7. Legen Sie großen weiße Plakaten mit einer Form auf jede Wand (Dreieck, Kreis und Kreuz) als Extra-Labyrinth Hinweise auf 3 Seiten des Labyrinths. Pflegen Sie die Plakate an den Wänden durch das Labyrinth für jeden Versuch.
  8. Einrichten Sie auf der letzten Seite des Labyrinths einen soliden schwarzen Vorhang, Beobachter zu verbergen, so dass Daten ohne die Forscher nicht sichtbar, Mäuse auf dem Labyrinth genau aufgezeichnet werden können.
  9. Unterbrechen Sie eine Videokamera über die Arena mit der Vogelperspektive die gesamte Labyrinth-Oberfläche.
  10. Reinigen Sie jede Oberfläche des Labyrinths (schwarze Platten und Zielbox inbegriffen) mit Wasser dann eine 70 % igem Ethanol-Lösung vor und nach jedem Mausklick Testversion.
  11. Legen Sie eine 100 W Leuchtmittel 25 cm über Mitte des Labyrinth (drehen ein-/ausschalten auf der Start-Ziel-Prüfung) und achten Sie darauf, die Scheiben und Haken mit Blick auf den Boden haben.
    Hinweis: Alle anderen Deckenbeleuchtung im Zimmer sollte während der Prüfung abgeschaltet. Die Zugabe von einem Ultraschall Lärmmacher hing neben 100 W Licht wird empfohlen. Ein-/ausschalten an der Start/Ziel jeder Studie abbiegen.

(3) Barnes Labyrinth testen: Verfahren

Hinweis: Stellen Sie sicher, dass die Labyrinth-Komponenten vor und nach jeder Prüfung, sodass Zeit vollständig trocknen, bevor Sie testen Lebensläufe für Wasser und 70 % Ethanol-Lösung gereinigt werden. Achten Sie darauf, Reinigung Versorgungsmaterialien bereit, sowie Timer für die Prüfungen.

  1. Haus alle Mäuse in Gruppen während der Verwendung einer zuverlässige Identifizierung-Methode. Halten Sie Mäuse außerhalb der Testraum, wenn sie nicht aktiv auf das Labyrinth laufen. Dadurch wird sichergestellt, dass sie nicht den Ultraschall Krachmacher vorzeitig ausgesetzt sind.
  2. Behandeln Sie Mäuse, indem sanft aufnehmen und halten sie von der Unterseite der Rute, mit den Pfoten an der Hand gehalten.
  3. Haben Sie für Training die Mäuse auf dem Labyrinth laufen täglich einmal pro Tag für 7 Tage in einer Reihe zu lernen/Erwerb zu beurteilen.
    Hinweis: Eine einzige langfristige Studie kann zu einem späteren Zeitpunkt zur Merkfähigkeit/Bewertung erfolgen. Das aktuelle Protokoll ausgebildeten Jugendliche Mäusen postnatale 32. Tag Beginn und eine langfristige Studie erfolgte bei Erwachsenen im Alter von 4 Monaten.
  4. Nach dem Zufallsprinzip weisen Sie jede Maus ein Ziel Loch, während der Testphase zu verwenden. Die Löcher können beschriftet werden 1-20 auf der Unterseite des Labyrinths oder auf der Außenseite des Umkreises Labyrinth, wo sie nicht für die Maus im Labyrinth sichtbar sind.
  5. Ersetzen Sie die zugewiesene Loch-Festplatte mit einer kleinen schwarzen Box (23 x 11 cm). Legen Sie fest es auf das Barnes Labyrinth mit Gummibändern an den nächsten Haken verbunden.
    Hinweis: Das Zielfeld ist flach genug, so dass die Maus leicht hinein zurücktreten kann oder einen Schritt enthält, um sicherzustellen, dass die Maus nicht springen hinein.
  6. Platzieren Sie den Mauszeiger in die Mitte des Labyrinths unter eine Tasse zu gewöhnen für 30 Sekunden, bis der Test beginnt. Beginnen Sie video-Aufzeichnung.
  7. Schalten Sie das Licht und Ultraschall Krachmacher. Heben Sie die Tasse über eine Zeichenfolge Mechanismus zum Vorspannen der ersten Überschrift des Tieres zu vermeiden. Starten Sie einen Timer und sitzen Sie hinter dem Vorhang zu beobachten.
  8. Nachdem die Maus das Ziel Loch eingegeben hat, decken Sie das Loch mit dem gleichen undurchsichtigen Cup zu Beginn der Prüfung oder ein Bindemittel verwendet und schalten Sie den Ultraschall Krachmacher. Wenn die Maus nicht das Ziel eingegeben hat, nach Ablauf von 5 Minuten, corral der Maus in das Ziel-Loch.
    1. Sicherstellen Sie, dass die Maus das Loch kommt. Bei der Maus in das Zielfeld ist, decken Sie das Loch und schalten Sie die Krachmacher. Lassen Sie die Maus im Zielfeld 1 Minute lang ungestört bleiben.
  9. Obwohl das Ziel Loch für jede Maus während der Ausbildungszeit konstant bleibt, laufen Sie Mäuse in einer zufälligen Reihenfolge jeden Tag um sicherzustellen, dass sie keine Hinweise/Düfte durch die vorherigen Maus links folgen.

(4) Barnes Labyrinth testen: Datenanalyse

  1. Während der Barnes Labyrinth Versuche Rekord zeitlich folgende Daten: total Labyrinth aufgewendete Zeit, Zeit zum Ziel zu finden und Zeit Ziel Loch eingeben, wenn das Ziel eingegeben wird.
  2. Verfolgen Sie die gesamte Bewegung der Maus, um die Anzahl der Fehler (Anzahl der falschen Löcher erforscht) bestimmen bevor und nachdem das Ziel gefunden wird. Auch aufzeichnen der Abstand vom Ziel Loch mit der ersten Bohrung erkundet (Abstand wird gemessen in Anzahl der Löcher entfernt), sowie eine bemerkenswerte Pflege Verhalten.
  3. Verfolgen Sie die Bewegungen jedes Tieres auf ein Stück Papier mit einem Diagramm des Labyrinths während jeder Prüfung und mit Suchstrategien zu analysieren sowie bestimmen die Anzahl der Löcher, die in den Quadranten gegenüber dem Ziel erforscht wurden. Verwenden Sie video-Analyse, um die Pfade zu bestätigen.

5. Mädchen-in-Not testen: Bau der Zurückhaltung-Kammer

  1. Schneiden Sie einen klaren Zylinder auf eine Länge in Höhe von ¾ der Länge der weiblichen Maus von der Schwanzwurzel bis zur Spitze der Nase. Stellen Sie sicher, dass die Abmessungen des Zylinders sind so, dass die Maus im Inneren platziert umdrehen kann nicht.
    Hinweis: Wir schneiden die Kegel Ende einer 50 mL konische Röhre hinunter machen ein 4 cm langes Rohr für 1-Monat-alten Mäusen und eine 8 cm lange für 4 Monate alten Mäusen Röhre.
  2. Beide Enden des Zylinders Kappe, derart, dass eine der Kappen entfernt und wieder angenäht werden kann. 3-4 Lochen, ca. 0,5 cm in jede Kappe. Stellen Sie sicher, dass die Löcher groß genug, um die Nase berühren zwischen Mäusen und Atmung12ermöglichen.
    Hinweis: Alternativ kann ein Gerät zur Maus Zurückhaltung während der Blutentnahme verwendet werden.

6. Mädchen-in-Not testen: Vorbereitung der Arena

  1. Sicherstellen Sie, dass die Arena eine undurchsichtige topless Kunststoff quadratisches Feld von 38 x 38 cm mit 19 cm Wände. Füllen Sie es gleichmäßig mit Mais Einstreu bis zu einer Höhe von ca. 2,5 cm.
    Hinweis: Die Maiskolben Bettwäsche erleichtert Graben Ereignisse zu erkennen.
  2. Auszusetzen Sie eine Video-Kamera über die Arena, so dass die Gesamtheit der Arena in Sicht ist.

7. Mädchen-in-Not testen: exploratives Verhalten messen

  1. Ort der geschlossenen und leere Stress-Kammer in der Mitte der Arena.
  2. Beginnen Sie mit der schwebenden Kamera Aufnahme.
  3. Wählen Sie eine männliche Maus. Wenn die Mäuse zur Identifikation gekennzeichnet sind, beachten Sie diese männliche Identität; ist dies nicht der Fall, diese Maus zu markieren, so dass es nach der Rückkehr in den Käfig unterschieden werden kann.
  4. Legen Sie die männliche Maus behutsam unter einer Tasse in der unteren linken Ecke in der Arena. Entfernen Sie nach 30 Sekunden den Cup über eine Zeichenfolge-Mechanismus.
  5. Lassen Sie die Maus für 10 min, kümmert sich während der Aufnahme außerhalb seines Sichtfeldes bleiben zu erkunden. Am Ende der 10 min entfernen Sie die Maus von der Arena und schicken Sie es an einem Holding-Käfig für die nächsten 5 min.12.
  6. Aufzeichnung beenden Sie und speichern Sie die Videodatei mit einem entsprechenden Bezeichner.

8. Mädchen-in-Not testen: sozialen Reaktionsfähigkeit Maßnahme

  1. Verwenden Sie das gleiche Arena und Recording Setup wie in der explorativen Verhalten Maßnahme.
  2. Wählen Sie eine weibliche Maus. Wenn die Mäuse zur Identifikation gekennzeichnet sind, beachten Sie diese weibliche Identität; ist dies nicht der Fall, diese Maus zu markieren, damit es unterschieden werden kann, nachdem es in den Käfig zurückgekehrt ist.
    Hinweis: Ein stellt, Käfig Mate oder neuartige Maus kann, abhängig von der Forschungsfrage verwendet werden. Wenn mehrere Studien durchgeführt, pflegen Sie die Art der Beziehung über alle Studien.
  3. Halten Sie die weibliche Maus sanft durch die Schwanzwurzel oder Halsfessel, bei Bedarf, und senken Sie es in die Kammer Zurückhaltung. Schließen Sie das offene Ende dahinter und sicherzustellen Sie, dass es nicht in der Lage, sich umzudrehen.
    Bitte beachten Sie Biss-resistente Handschuhe wie die weibliche Maus resistent gegen betreten der Zurückhaltung Kammer werden.
  4. Beginnen Sie mit der schwebenden Kamera Aufnahme.
  5. Die Zurückhaltung Kammer mit der eingeschlossenen weibliche Maus im Inneren in der Mitte der Arena Empathie und das Weibchen 10 min. lang akklimatisieren. Achten Sie darauf, das Weibchen Blickfeld bleiben.
  6. Nachdem die weibliche Maus in der Zurückhaltung Kammer für 5 min wurde, setzen Sie die markierten männliche Maus wieder in die Empathie-Arena nach dem gleichen Verfahren wie vor. Lassen Sie die männlichen Maus eine zusätzliche 5 min um die Arena wieder kümmert sich weiterhin aus dem Blickfeld der Mäuse zu erkunden.
  7. Aufzeichnung beenden Sie und speichern Sie die Videodatei mit einem entsprechenden Bezeichner.
  8. Am Ende der 5 min entfernen Sie beide Mäuse aus der Arena und legen Sie sie in ihren Käfigen. Ersetzen Sie die Mais-Einstreu und desinfizieren Sie die Arena und die Stress-Kammer mit 70 % Ethanol12.

9. Mädchen-in-Not testen: Datenanalyse

  1. Tracking-Software kann verwendet werden, aber das Video auch manuell analysiert werden kann. Sobald die video-Datei auf dem Computer sichtbar ist, überlagern einer transparenten Folie über den Bildschirm und das Quadrat der Arena mit einem Marker zu skizzieren. Unterteilen Sie die Arena Platz in neun gleiche Fächer.
  2. Überprüfen Sie die video-Daten für die ersten 5 min der erste explorative Maßnahme. Notieren Sie die Anzahl der Fächer gekreuzt (lokomotorischen Tätigkeit/exploratives Verhalten), verbrachte Zeit in der Mitte der Arena (Freiland Abneigung), Anzahl der Graben- und Pflege-Episoden und einige Male die Maus die leere Mitte Zurückhaltung berührt Platz Kammer.
    Hinweis: Scoring erfolgt nicht für die zweite 5 min das Männchen 10 Minuten erste Erforschung noch für 10 min ist das Weibchen in die zentrale Kammer in der Abwesenheit des Mannes gefangen.
  3. Überprüfen Sie die video-Daten für die 5 min der sozialen Reaktionsfähigkeit Maßnahme sofort, nachdem das Männchen in die Arena mit dem eingeschlossenen weiblichen wieder eingeführt wird. Nehmen Sie die gleichen Daten wie für die ursprüngliche explorative Maßnahme auf, aber zusätzlich erfassen Sie die Anzahl der Zeiten, die die männlichen Maus Nasen mit der eingeschlossenen weibliche Maus berührt.

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Representative Results

Das Barnes Labyrinth

Um zu veranschaulichen, wie das Barnes Labyrinth verwendet werden kann, untersuchten wir ob einmaliger frühen Ethanol Exposition einen Unterschied beim Lernen im Laufe der Entwicklung der Maus verursacht. C57Bl6/J Mäusen wurden entweder mit einer 2,5 g/kg Ethanol Lösung injiziert (n = 8) oder mit Kochsalzlösung (n = 6) zweimal zwei Stunden auseinander, um postnatale Tag 6. Wir die Tiere auf der Barnes Labyrinth während der Adoleszenz (P30) ausgebildet, dann eine einzige langfristige Studie im Erwachsenenalter (4 Monate) durchgeführt. Unsere gesammelten Daten können in mehreren Hauptkategorien unterteilt werden: (1) Genauigkeit von Zeit und Fehler-Rate, (2) Zieleintrag und (3) Zuordnung des Exploration-Pfades.

Genauigkeit von Zeit und Fehler-Rate:

Zeitmessungen umfassen mehrere wichtige Aspekte: die Latenz zu erreichen das erste Loch (die Zeit, für die Maus, um eine erste Loch untersuchen nach Beginn der Studie) wird zeigen, wenn die Maus lernt, dass es finden die Flucht Loch (gehen soll Abbildung 1A). Die Latenz, das Ziel-Loch (erzielte durch einen anfänglichen Absenken der Nase in der Ebene das Ziel Loch) zu finden ist in der Lage, die richtige Loch (Abb. 1 b) zu finden. Mit jeder Sitzung sollte sich die Zeit zum Ausführen der Trainingseinheit verringern, darauf hinweist, dass die Tiere das Labyrinth lernen.

Die Zahl der falsche Loch Untersuchungen (genannt Fehler) die Maus führt vor dem Auffinden der richtigen Loch (Abbildung 1) zeigt an, ob das Tier in der Lage ist, relativ direkt auf das Ziel-Flucht-Loch gehen. Die Gesamtzahl der Zeiten, die eine Maus eine falsche Loch im Laufe der Studie erforscht, gibt eine rudimentäre Maßnahme der motorischen Aktivität und exploratives Verhalten. (Abbildung 1). Alle Mäuse wurden erfolgreich auf der Barnes Labyrinth über eine 7-Tage-Testphase während der Adoleszenz (hier vertreten durch tägliche Sitzungen an postnatalen Tagen 32-39), gekennzeichnet durch einen Rückgang der Fehlerquote und Zeit ausgebildet, um das Ziel Loch zu finden. Es wurde kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen Ethanol und Kontrolle Tiere im Laufe der Ausbildungszeit lernen.

Eintrag-Zielrate:

Die Latenz tatsächlich das Ziel Loch eingeben wird häufig als Kriterium für erfolgreiche Labyrinth Abschluss verwendet, aber wahrscheinlich nicht so viele Informationen wie andere Aspekte der Prüfung geben. Eintrag in das Ziel kann auch als eine 0 oder 1 gewertet werden. Wenn die Maus das Ziel eingibt, bevor die 5 Minuten verstreichen, die Prüfung gilt als erfolgreich, aber wenn die Maus nicht das Ziel eingeben, eine Mappe oder ein Buch verwendet werden, um das Tier in das Ziel umwandeln, so dass es die Sicherheit der Kammer unter Erfahrungen. An den ersten Trainingstagen dürfte es niedrige Preise für die Einreise in das Ziel und die Tiere, die die volle 5 auf das Labyrinth Minuten zu sehen. In den folgenden Tagen sollte die Tests weniger Zeit beanspruchen.

Mehrere Fehler zu machen, nach der Feststellung des Ziels zeigt geringen Motivation der Zielbox eingeben und kann auch erkennen, abnorme Komfort mit einer Situation, in der Regel aversive Mäusen (erhöhte Plattform, leichte, offene Hellfeld, Ultraschall Lärm). Ein großer Unterschied zwischen Fehler vor der Suche nach dem Ziel und die Gesamtzahl der Loch Erkundungen während eines Prozesses zeigt schlechte Motivation die Ziel Flucht Kammer (Abbildung 2A) eingeben. Wenn Mäuse nicht das Ziel Flucht Loch nach Entdeckung eingeben, kann helles Licht oder Lärm auf die Tests Situation als milde Schmerzreize hinzugefügt werden.

In unserem Experiment wurde ein Ultraschall Geräusch-Emitter über das Labyrinth am Testtag 5 zusätzliche Motivation, um das Ziel geben einzuführen hinzugefügt. Vor der Einführung der Ultraschall Lärm hatte keine Kochsalzlösung behandelten Mäuse immer das Ziel, sondern versetzt nach der Einführung des Rauschens Eingängen eingetragen. Deutlich mehr Mäuse (Kochsalzlösung und Ethanol kombiniert) trat das Ziel am Prozess 6 im Vergleich zu Versuch 4 (t-test, p = 0.0014) (Abb. 2 b).

Pfad-Zuordnung:

Zuordnung den Pfad der Maus kann helfen, Aufbewahrung von Informationen und Lernstrategien, als gut zu bewerten. Der Abstand zwischen der ersten erkundet und das Ziel Loch ist ein guter Indikator des Speichers für die Zielposition, wie diese Spuren, wo die Maus geht zuerst und wie nah sie, an das Ziel (Abb. 3A). Erwarten, dass diese Maßnahme zu Beginn des Trainings sehr unterschiedlich, aber das erste Loch besucht sollte gehen Sie näher an das Ziel wie die Mäuse am Zielspeicherort lernen.

Obwohl kein statistisch signifikanter Unterschied lernen zwischen Ethanol und Kontrolle Tiere im Laufe der Ausbildungszeit gefunden wurde, wenn diese Mäuse als Erwachsene mit einer einzigen langfristige Studie (an 4 Monate) erneut ausgeführt wird, hatten die Ethanol-injiziert Tiere eine härtere Zeit Erinnerung an befand sich das Ziel-Loch (Abb. 3 b)12. Dieser Unterschied in der Merkfähigkeit wurde nicht gefunden, in der ersten Barnes Labyrinth Ausbildung, über das Labyrinth wieder zu einem späteren Zeitpunkt erlaubt uns um zu holen, feine Unterschiede im lernen/Speicher, wie Sie mit einem einzigen Entwicklungsstörungen Ethanol Rausch Event. Eine repräsentative Darstellung der Barnes Labyrinth-Oberfläche erlaubt es den Forschern den Pfad zuordnen, nahm die Maus, besuchte unter anderem die Anzahl der Fehler und eine Aufzeichnung der ersten Bohrung (Abbildung 3).

Zeitaufwand im gegenüberliegenden Quadranten entspricht der Höhe der Zeit eine Maus über andere, ein Teil des Labyrinths untersucht speziell die ein Gegenteil des Ziels. Es ist möglich, dass ein Forscher zu erhalten und alle anderen Maßnahmen zu berechnen, wie die Maus das Labyrinth läuft, aber diese Maßnahme erfordert eine Analyse zu einem späteren Zeitpunkt. Eine Maus, der lernt sollte sich Zeit erforschen Löcher in den gegenüberliegenden Quadranten verringern. Auf der langfristigen Erwachsene Testversion, Ethanol behandelt Mäusen erforscht deutlich mehr Löcher in den gegenüberliegenden Quadranten vom Ziel, zeigt nicht die korrekte räumliche Lage erinnern (p = 0,03) (Abb. 4A).

Es ist wichtig, diese Zuordnung Messungen in Fehler vor und nach der Feststellung tatsächlich des Ziels aufbrechen. Die Anzahl der Fehler vor der Feststellung des Ziels kann offenbaren, wenn lernen vollzieht sich, aber es kann uns auch über die Maus Suchstrategie sagen. Anstatt nach dem Zufallsprinzip besuchen Löcher, kann die Maus eine Strategie, um das Ziel schnell finden erlassen. Während der langfristigen Studie alle Ethanol-behandelten Tieren verwendet eine hierarchische Suche von Loch zu Loch in einem ringförmigen Mode bis das Loch fand, wobei deutlich weniger Kochsalzlösung behandelt Mäuse beschäftigt diese Technik (p = 0,004) (Abbildung 4 b und 4D). Alternativ können Mäuse eine allgemeine Richtung des Labyrinths (Abbildung 4), Ziel gibt an, dass räumliche lernen vollzieht und das Tier wahrscheinlich externe Signale verwenden ist, um der Umgebung des Loches Ziel anzusteuern.

Mädchen in Not

Die Mädchen-in-Not-Arena wurde gebaut und verwendet, um die explorativen und soziale Verhalten von C57Bl6/J Mäusen bei beiden 1 M zu testen (n = 15) und 4M (n = 12) alt. Eine Empathie-Arena wurde verwendet, wo die männlichen Maus in eine Ecke (Abb. 5A) platziert. Exploratives Verhalten der Maus wird als die Anzahl der Plätze in 5 min in der neuen Arena gekreuzt quantifiziert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass ältere Mäuse (4 Monate) mehr Plätze als jüngere Mäuse (1 Monat) (p < 0,0001) Kreuz (Abb. 5 b).

Als nächstes wurde das eingeschlossene Weibchen in einem Zylinder in der Mitte der Arena (Abb. 5A) gelegt. Sobald das Weibchen in der Kammer eingeschlossen ist, kann exploratives Verhalten wieder als die Anzahl der Quadrate gekreuzt quantifiziert werden. Das Vorhandensein der eingeschlossenen weiblich wirkt sich männliche exploratives Verhalten. Unabhängig von Alter erkunden männliche Mäuse weniger im Beisein einer Gefangenen Frau. Juvenile Männchen erkundet die Arena weniger (gemessen an der Anzahl der Quadrate gekreuzt in Anwesenheit von eine Gefangene Frau Maus als wenn Sie allein (1 Monat: t-test, p = 0,001; mittlere männlich allein 46 ± 4,34 Quadrate vs. mit weiblichen 26,13 ± 3,42 Quadrate). Dieser Unterschied zeigte sich auch bei Erwachsenen (nach 4 Monaten: t-test, p < 0,000001; mittlere Männchen allein 151.5 ± 5,31 Quadrate vs. mit weiblichen 103,08 ± 0.3.59 Quadrate) (Abb. 5 b).

Darüber hinaus sollte die Höhe der Zeit eine Maus in das mittlere Quadrat über einen Zeitraum von 5 Minuten verbrachte auch bewertet werden. Zeit in das mittlere Quadrat sollte in der an- und Abwesenheit des Weibchens als Maß des gesellschaftlichen Interesses verglichen werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Männer mehr Zeit in das mittlere Quadrat in Anwesenheit der Gefangenen Weibchen verbringen. Juvenile Männchen mehr Zeit erforschen die Mitte der Arena im Beisein einer Gefangenen Frau Maus als wenn Sie allein (1 Monat: p = 0,05; mittlere männliche allein 13.14 ± 2,79 s vs. mit weiblichen 33,42 ± 9,32-s). Dieser Unterschied wurde auch bei Erwachsenen gesehen (4 Monate: p = 0,001; mittlere männliche allein 14,80 ± 1,89 s vs. mit weiblichen 52.87 ± 8,9 s) (Abbildung 5).

Darüber hinaus sollten Forscher auch die Anzahl der Graben-Veranstaltungen in der Arena quantifizieren, die eine gewisse Angst oder prosoziales Verhalten gegenüber eingeschlossenes weiblich sein könnte. Diese Maßnahme war signifikant unterschiedlich in der Gegenwart das Weibchen für 1 Monat (1 M) Mäuse aber nicht 4 Monate (4 M) Mäuse. Juvenile Männchen verbrachte mehr Zeit Graben während ihrer Zeit in der Arena in Anwesenheit einer Gefangenen Frau Maus als wenn Sie allein (1 Monat: p = 0,027; mittlere männliche allein 0,4 ± 0.27 Zeiten vs. mit weiblichen 3,2 ± 1,09 mal). Dieser Unterschied war nicht in Erwachsene gesehen (4 Monate: p = 0,65; mittlere Männchen allein 1,33 ± 0,54 mal Vs. mit weiblichen 1 ± 0,49 Zeiten) (Abbildung 5).

Die Anzahl der Wiederholungen, die ein Mann die Zurückhaltung-Kammer berührt, die das eingeschlossene Weibchen und die Anzahl der Tiere Nasen durch die Luftlöcher berührt, sind Maßnahmen der prosoziales Verhalten. Unsere Ergebnisse männliche Mäuse berührt die Röhrchen mit eingeschlossenen Frauen deutlich häufiger als Erwachsene (4 Monate) als als Jungtiere (1 Monat) (p = 0.00001; mittlere 1 Monat 4,73 ± 0,95 mal Vs. 4 Monate 15,92 ± 1,64 mal) (Abb. 5E). Ausgewachsene Männchen auch initiiert mehr gefangen weiblichen Kontakt Veranstaltungen. Männliche Mäuse berührt Nasen mit dem eingeschlossenen weiblichen durch die Luftlöcher deutlich häufiger als Erwachsene (4 Monate) als als Jungtiere (1 Monat) (p = 0,002; mittlere 1 Monat 3.93 ± 1 Mal vs. 4 Monate 8,67 ±.94 Zeiten). (Abbildung 5F).

Ultraschall Kontrollgerät wurde für Ultraschall Lautäußerungen über 20 kHz hören von weiblichen Mäusen verwendet, und es wurde auch verwendet für Ultraschall Lautäußerungen zu hören durch eingeschlossene männliche Mäuse in einem "Bachelor-in-Not" Umkehr-Paradigma. Keine Lautäußerungen waren in beiden Situationen erkannt, die erwartet wird, da die bisherige Forschung keine Ultraschall Lautäußerungen Mäuse während aversive Reize Exposition (z. B. physische Zurückhaltung oder Stromschlag)11gefunden.

Figure 1
Abbildung 1 : Barnes Labyrinth Genauigkeit Vertreter ergibt sich durch Zeit und Fehler-Rate. Mäuse wurden entweder mit einer 2,5 g/kg Ethanol-Lösung oder mit Kochsalzlösung zweimal 2 Stunden auseinander um postnatale 6.Tag injiziert. Wir ausgebildet, die Tiere einmal täglich für 7 Tage in der Pubertät, dann eine einzige langfristige Studie im Erwachsenenalter11durchgeführt. (A) die Latenz, dem ersten Loch (der Zeitaufwand für die Maus, um eine erste Loch untersuchen nach Beginn der Studie) zeigt zu erreichen, wenn die Maus lernt die Flucht-Loch zu finden. (B) die Latenz, das Ziel-Loch (erzielt durch eine erste Absenkung der Nase in der Ebene das Ziel Loch) zu finden ist in der Lage, die richtige Loch zu finden. (C) die Anzahl der falschen Loch Untersuchungen (genannt Fehler) macht die Maus vor Auffinden der richtigen Loch zeigt an, ob das Tier in der Lage, relativ direkt auf das Ziel-Flucht-Loch gehen. (D) die Summe Anzahl der Wiederholungen, die eine Maus eine falsche Loch im Laufe der Studie erforscht, gibt eine rudimentäre Maßnahme der motorischen Aktivität und exploratives Verhalten. Fehlerbalken darzustellen SEM11. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 : Erfolgreiche Barnes Labyrinth Vollendung. Die Latenz tatsächlich das Ziel Loch eingeben wird häufig als Kriterium für erfolgreiche Labyrinth Abschluss verwendet, aber Tiere können nicht geben Sie das Ziel-Loch nach Entdeckung. (A) A großer Unterschied zwischen Fehlern gemacht, bevor zu finden das Ziel und die Gesamtzahl der Loch Erkundungen während eines Prozesses zeigt schlechte Motivation Flucht Targetkammer eingeben. In unserem Experiment wurde ein Ultraschall Geräusch auf Trial 5 Mäuse geben Sie das Ziel induzieren hinzugefügt. (B) deutlich mehr Mäuse (Kochsalzlösung und Ethanol kombiniert) trat das Ziel am Prozess 6 im Vergleich zu Versuch 4 (t-test, p = 0.0014). Kein Ethanol Mäuse gehalten, nach der Feststellung des Ziels von Tag 7 zu erkunden. Fehlerbalken darzustellen SEM Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3 : Barnes Labyrinth Motivation. Zuordnen von Mausbewegungen liefern Informationen über Motivation. (A) der Abstand zwischen der ersten erkundet und das Ziel Loch ist ein guter Indikator für Speicher zum Zielort, als diese Maßnahme Spuren, wo die Maus geht zuerst, und wie weit sind sie weg vom Ziel. (B) Obwohl kein statistisch signifikanter Unterschied lernen zwischen Ethanol und Kontrolle Tiere im Laufe der Ausbildungszeit gefunden wurde, wenn diese Mäuse erneut als Erwachsene mit einer einzigen langfristige Studie (an 4 Monate) ausgeführt waren, die Ethanol-injiziert Tiere hatte eine härtere Zeit erinnern, wo das Ziel Loch befand. (C) eine repräsentative Darstellung der Barnes Labyrinth-Oberfläche erlaubt es den Forschern den Pfad zuordnen, nahm die Maus, besuchte unter anderem die Anzahl der Fehler und eine Aufzeichnung der ersten Bohrung. Diese Maus ging geradewegs auf das Ziel innerhalb von 16 Sekunden, aber nie eingegeben es im Laufe von 5 Minuten und 41 Löcher danach erforscht. Dieses Verhalten zeigt geringen Motivation das Ziel eingeben. Fehlerbalken darzustellen SEM Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4 : Barnes Labyrinth Suchstrategie. Mapping-Mausbewegungen kann aufdecken Suchstrategien und informieren über Lernstrategie. (A) auf der langfristigen Erwachsene Testversion, Ethanol behandelt Mäusen erforscht deutlich mehr Löcher in den gegenüberliegenden Quadranten vom Ziel, zeigt nicht die korrekte räumliche Lage erinnern (* p = 0,03). (B) während der langfristigen Studie alle Ethanol-behandelten Tieren verwendet eine hierarchische Suche von Loch zu Loch in einem ringförmigen Mode bis das Loch fand, während deutlich weniger von der Kochsalzlösung behandelt Mäuse beschäftigt diese Technik (** p = 0,004) (B D). Maus und (D) Ethanol behandelt Maus Schnuppertag 6 Ergebnisse sind im Bild für ein (C) Kochsalzlösung behandelt. Mäuse können eine allgemeine Richtung des Labyrinths (C), Ziel gibt an, dass räumliche lernen vollzieht und das Tier wahrscheinlich externe Signale verwenden ist, um der Umgebung des Loches Ziel anzusteuern. Quadrant Punkte sind in der Regel viel besser für Mäuse mit dieser Strategie. (D) die sequentielle Loch Suche ist ein Ring-Strategie, wo die Maus geht an jede Kante des Labyrinths und sieht in jedem Loch, das Ziel zu finden. Quadrant Noten sind schlecht mit großer Variation, wenn Mäuse die Ring-Strategie verwenden. Fehlerbalken darzustellen SEM Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: Mädchen-in-Not. (A) die Mädchen-in-Not Arena gliedert sich in 9 Quadrate. Die männlichen Maus befindet sich in einer Ecke und männliche Verhalten ist zu beobachten. Die weibliche Maus, gefangen in einem zylindrischen Behälter befindet sich auf dem zentralen Platz der Arena. (B) exploratives Verhalten innerhalb der Arena erhöht zwischen Adoleszenz (1 Monat = 1 M) und im Erwachsenenalter (4 Monate = 4 M). Insgesamt, männlichen Mäusen erforscht weniger im Beisein einer Gefangenen Frau. In Ergänzung, juvenile Mäusen erforscht weniger als erwachsener Mäuse in Anwesenheit der Gefangenen Weibchen. (C) soziale Reaktionsfähigkeit kann auch durch die Zeit gemessen werden, die eine Maus in das mittlere Quadrat verbringt, wo die Maus Gefangene gehalten wird. Jugendliche und Erwachsene Männern verbrachte mehr Zeit in das mittlere Quadrat in Anwesenheit der Gefangenen Weibchen. Juvenile Männchen (D) verbrachte mehr Zeit Graben während ihrer Zeit in der Arena in Anwesenheit einer Gefangenen Frau Maus als wenn Sie allein. (E) männlichen Mäusen berührt das Rohr mit eingeschlossenen Frauen deutlich häufiger als Erwachsene als als Jungtiere. (F) Männchen auch initiiert mehr gefangen weiblichen Kontakt Veranstaltungen als Jungtiere. Fehlerbalken darzustellen SEM (*** p < 0,0001, ** p 0.001, * p 0,05). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Barnes Labyrinth und die Mädchen-in-Not-Experimente sind kostengünstig, schnell und relativ einfach Möglichkeiten, räumliche lernen, motorischen Aktivität und prosoziales Verhalten bei Mäusen zu bewerten. Weitere Vorteile sind das Fehlen der offenkundigen Stressoren, Schmerzen oder Essen Einschränkung für das Tier. Wie die meisten lernen/Gedächtnis Paradigmen ist ein Nachteil des Labyrinths Barnes die Anzahl der Versuche für die Tiere zu erfahren, wo sich das Ziel-Loch befindet, und geben erforderlich.

Datensammlung:

Daten sollten konsequent gesammelt werden, wenn der Maus Aktivitäten und Verhaltensweisen in beiden Paradigmen zu beobachten. Dazu gehört für das Barnes Labyrinth Aufzeichnung der Zeit die erste Bohrung erreicht ist, die Anzahl der Fehler/falschen Löcher, die es erforscht die Zeit, an dem es das Ziel Loch erreicht, und die Zeit, an dem es in das Ziel-Loch Eintritt. Darüber hinaus sollten Forscher den Weg von jedem Mausklick auf das Labyrinth zuordnen. Daten können mithilfe einer Papierkarte Barnes Labyrinth zur gleichen Zeit, die die Maus das Labyrinth läuft nachverfolgt werden, und die Timing und Loch Zahlen können mit Videomaterial bestätigt werden. Wenn das Tier zu verfolgen, kann es hilfreich, Stiftfarben einmal pro Minute zu ändern, um potenziell überlappenden Loch Erkundungen nachzuverfolgen sein. EDV-gestützte Tracking-Systeme stehen für Genauigkeit und Zuverlässigkeit, wie IdTracker, Ctrax oder Tracktor, zu gewährleisten und ein paar sind kostenlose oder Open-Source.

Für die Mädchen-in-Not-Assay sollte aufgezeichnete Daten wie viele Quadrate enthalten das Männchen tritt, der Zeit braucht es für das Männchen, das Weibchen, wie viel Zeit das Männchen in das mittlere Quadrat, verbringt wenn das eingeschlossene Weibchen vorhanden ist, nur den leeren Zylinder im Vergleich zu erreichen , wie viele Kontakt Veranstaltungen sind mit dem Zylinder, die Anzahl der Tiere berührt Nasen durch die Kammer, und wie oft Graben Veranstaltungen aufgetreten insgesamt ist und in der Mitte quadratisch.

Konstanten in behavioral testen:

Wie bei allen Verhaltens Tests, ist es wichtig, dass Bedingungen konstant zwischen und innerhalb der Tierversuche um sicherzustellen, dass die Umgebungsvariablen nicht die Ergebnisse der Studie verwirren gehalten werden. Optische, akustische oder olfaktorische Reize in der experimentellen Umgebung können Verhaltensänderungen bei den Mäusen verursachen, ob beabsichtigt oder nicht13. Als solche sollte darauf geachtet werden, um die Mäuse von ablenkenden Außenreizen14zu schützen. Die Arena für die Mädchen-in-Not-Szenario verwendet sowohl das Barnes Labyrinth gereinigt werden, nach jeder Probe mit Wasser und desinfiziert mit 70 % Ethanol um sicherzustellen, dass keine veralteten Indikatoren der vorherigen Mäuse einen späteren Prozess beeinflussen. Darüber hinaus sollte Bettwäsche nach jedem Mädchen-in-Not-Assay gewechselt werden. Datenerhebung sollte immer auf Video zu ermöglichen die Experimentatoren die Daten überprüfen und gewährleisten genaue Analyse aufgezeichnet werden. Es kann eine Herausforderung für den Forscher, versteckt hinter einem Vorhang oder sonst aus den Augen, während das Sammeln der Daten, aber das ist wichtig, eine konstante, ablenkungsfreie Umgebung für die Mäuse erhalten.

Barnes Labyrinth Paradigma Design und Änderungen:

Im Einsatz für das Barnes Labyrinth gibt es mehrere veröffentlichten Paradigmen. Barnes Labyrinth Trainingsprotokolle reichen in der Regel von 7-15 Tage, aber das Protokoll verkürzt werden. Manchmal die Anzahl der Trainingseinheiten, um das Lernen der Aufgabe schwieriger abschneiden kann Unterschiede isolieren, dass längere Protokolle15verpassen. Es kann mit nur einem Overhead-Licht (wie in der ursprünglichen Barnes-Studie) verwendet werden, oder andere Elemente können (z. B. ein helleres Licht, ein Fan oder ein Geräusch) hinzugefügt werden, um die Mäuse mehr motiviert, die Flucht Kammer3,16eingeben können. Wenn Sie schlechte Motivation ins Zielfeld in einer Pilotstudie beobachten, sollten diese Elemente während des eigentlichen Trainings betrachtet werden.

Einstieg in das richtige Ziel Loch wird wahrscheinlich weniger rasch auftreten, ohne diese Elemente, aber Forscher sollten darauf achten, dass diese Ergänzungen Stress auslösende Reize. Das Vorhandensein oder Fehlen von aversive Reize kann manipuliert werden, um die Motivation geben Sie die Ziel-Loch zu beurteilen. Unsere Studie zeigte, dass pränatale Ethanol hatte Auswirkungen auf die Wahrscheinlichkeit, dass eine Maus die Flucht Loch während der Ausbildungszeit treten würde, wenn nur das helle Licht verwendet wurde, und dieses Phänomen wurde von tatsächlich zu lernen, wo das Ziel Loch befand.

Wie in 1-4 Tagen unserer Protokoll gesehen, waren die Mäuse nicht sehr motiviert, das Loch zu betreten, obwohl sie schienen es leicht genug zu finden. Doch als der Ultraschall Lärm über das Labyrinth am 5. Tag gelegt wurde, verbessert Partituren auf den meisten Barnes Maßnahmen, darunter die Wahrscheinlichkeit, dass Mäuse nach dem Auffinden die Ziel-Kammer betreten. Der Lärm erschien reduziert die Anzahl der äußeren Loch Untersuchungen vor Gericht Tag 6 und 7, und von Tag 7 keine Ethanol Mäuse gehalten nach der Feststellung des Ziels (Abbildung 2A) erkunden. Aber es ist möglich, dies ist eine natürliche Folge des Lernens, des Labyrinths, schien die Tiere mehr aufgeregt nach der Einführung der Ultraschall Lärm und weniger wahrscheinlich, das Labyrinth zu erkunden. In Reihenfolge für die Kammer eine lohnende Situation für die Mäuse bleiben, die Forscher müssen auch vorsichtig sein, um die aversive Reize auszuschalten (das Loch abdecken und schalten Sie den Lärm) und lassen Sie das Tier weiterhin ungestört in der Kammer für den zugeteilten Betrag von Recovery-Zeit vor dem Entfernen des Tieres.

Das Design des Labyrinths Barnes kann sich auf das Lernen und Gedächtnis Bewertung auswirken. Das aktuelle Protokoll nutzt Extra-Labyrinth Hinweise. Neben der Asymmetrie der den Prüfraum wurden Plakate aus vier einfachen Schwarz auf weißem Grund-Formen (Quadrat, Dreieck, Kreis, Kreuz) als visuelle Hinweise an den Wänden des Raumes montiert. Das Barnes Labyrinth gelöst werden kann, mit oder ohne die distalen Signale an den Wänden von den Prüfraum oder über eine serielle Suchstrategie gelöst werden kann. Aus diesem Grund kann nur eine "erste Loch Abstand vom Ziel" Messung mit relevanten Unterschiede in der Art und Weise verpassen, dass die Maus das Labyrinth löst und kann nicht von nicht-räumliche Fähigkeiten17räumliche unterscheiden. Mehrere Analysen Maßnahmen sollte verwendet werden, etwa nach Prüfung auch die Anzahl der Löcher in den gegenüberliegenden Platz oder die Anzahl der Fehler vor dem Ziel erforscht. Das Muster der Suchstrategie kann auch analysiert werden.

Verschiedene Inzucht Stämme von Mäusen haben Variable Leistung auf dem Barnes Labyrinth, möglicherweise aufgrund von Unterschieden der Sehschärfe. Wenn ein Stamm von Mäusen mit schlechte Sehschärfe für den Einsatz in der Barnes Labyrinth gewählt wird, kann die Zugabe von einer kleinen Mauer am Rand des Labyrinths Thigmotaxis (Wand-umarmt Verhalten) zu erhöhen und die Verwendung einer nicht-visuelle Suche Strategie zu erhöhen. Männer besser als Frauen in DBA/2J und C3H/HeJ Stämme Lernleistung hatte, und obwohl nur Männer in das aktuelle Protokoll verwendet wurden, wurden C57/Bl6 Mäuse geschlechtsspezifische Unterschiede im Speicher auf der Barnes Labyrinth18anzeigen nicht gefunden.

Mädchen in Not Paradigma Design und Änderungen:

Für das Mädchen-in-Not-Experiment ist eine große Einschränkung, dass es keine Möglichkeit für die explorative Maus gibt, die weibliche Maus oder "Maid," frei aus dem Rohr in der Mitte der Arena. Neugestaltung der Kammer um ein Auslösemechanismus enthalten, wäre eine interessante zukünftige Änderung. Nachteilig bei den Mädchen in Not ist das Fehlen von Vergleichsstudien mit dem Paradigma, wie es einen neuen Test zur Messung der prosozialen Verhaltens ist.

Die Mädchen-in-Not könnte weiter geändert werden, um Geselligkeit (definiert als die Neigung zur Zeit mit einer anderen Maus), beurteilen Vorliebe für soziale Neuheit (die Neigung zu untersuchen, eine neue Maus im Vergleich zu einer vertrauten Maus), Paarung oder aggressiv Verhaltensweisen (trapping ein Weibchen in Brunst oder eine neuartige männlich in der Kammer) und Evolutionsbiologie Themen wie die Auswirkungen der gemeinsamen genetischen Hintergrund auf altruistisches Verhalten Tendenzen (die Antwort auf eine eingeschlossene stellt im Vergleich zu einem Gefangenen nicht stellt Maus)19.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Wegen ihrer Beteiligung an der Testprotokolle für die Barnes Labyrinth und Damsel in Distress Experimente geben wir am Hampden-Sydney College, Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee und Anton Kheirani Anerkennung und Wertschätzung. Wir möchten auch Danke, James Foster Randolph-Macon College für den Bau von Barnes Labyrinth und Randolph-Macon College Fachbereich Biologie für die Bereitstellung von Test-Raum.

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

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References

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