Teste de reconhecimento de objeto romance para a investigação da aprendizagem e memória em ratos
Summary
O teste de reconhecimento de objeto (ORT) é um ensaio simples e eficiente para a avaliação da aprendizagem e memória em camundongos. A metodologia é descrita abaixo.
Abstract
O teste de reconhecimento de objeto (ORT) é um ensaio comportamental comumente utilizado para a investigação de vários aspectos da aprendizagem e memória em camundongos. A ORT é bastante simples e pode ser concluída em 3 dias: dia de habituação, dia de treinamento e teste de dia. Durante o treinamento, o mouse é permitido explorar 2 objetos idênticos. No dia do teste, um dos objetos de treinamento é substituído com um novo objeto. Porque os ratos têm uma preferência inata por novidade, se o mouse reconhece o objeto familiar, ele passará a maior parte de seu tempo no romance objeto. Devido a esta preferência inata, não há nenhuma necessidade para reforço positivo ou negativo ou tempo horários de treinamento. Além disso, o ORT também pode ser modificada para numerosas aplicações. O intervalo de retenção pode ser encurtado para examinar a memória de curto prazo, ou alongado para sondar a memória de longo prazo. Intervenção farmacológica pode ser usada em vários momentos antes do treinamento, após o treinamento, ou antes da recordação para investigar as diferentes fases da aprendizagem (ou seja, aquisição, cedo ou tarde consolidação ou recordação). Em geral, a ORT é um teste relativamente baixo-stress, eficiente para a memória em ratos e é apropriado para a detecção de alterações neuropsicológicos após manipulação farmacológica, biológica ou genética.
Introduction
O teste de reconhecimento de objeto (ORT), também conhecido como o teste de reconhecimento objeto romance (NOR), é um meio relativamente rápido e eficiente para testar as diferentes fases da aprendizagem e memória em camundongos. Foi originalmente descrita por Ennaceur e Delacour em 1988 e usado principalmente em ratos1; no entanto, desde então, tem sido adaptado com sucesso para uso em camundongos2,3,4,5,6,7. O teste baseia-se em apenas três sessões: uma habituação sessão, sessão de um treinamento e teste de uma sessão. Treinamento envolve simplesmente a exploração visual de dois objetos idênticos, enquanto a sessão de teste envolve substituindo um dos objetos anteriormente explorados com um novo objeto. Porque os roedores têm uma preferência inata por novidade, um roedor que lembra o objeto familiar vai gastar mais tempo explorando o objeto romance7,8,9.
A principal vantagem da ORT sobre outros testes de memória roedores é que baseia-se na tendência natural dos roedores para explorar novidade8. Portanto, não há nenhuma necessidade de inúmeras sessões de treinamento ou qualquer reforço positivo ou negativo para motivar o comportamento. Isso significa que a ORT é muito menos estressante, em relação a outros testes10,11,12,13,14,15e requer significativamente testes de menos tempo para executar do que outros usados com memória, como o labirinto de água Morris ou labirinto de Barnes, que pode levar até uma semana ou mais. Consequentemente, as condições da ORT mais se assemelham aqueles usados no estudo de cognição humana, aumentando a validade ecológica do teste sobre muitos outros testes de memória de roedores. Da mesma forma, porque ORT é uma tarefa simples recordação visual, tem sido adaptado com sucesso para uso em numerosas espécies, incluindo os seres humanos e primatas não-humanos, para avaliar aspectos entre espécies diferentes de memória declarativa 2,16 ,17. Finalmente, o ORT pode ser facilmente modificado para examinar as diferentes fases da aprendizagem e memória (ou seja, aquisição, consolidação ou recordação), para avaliar diferentes tipos de memória (por exemplo, memória espacial), ou para a avaliação de retenção diferente intervalos (ou seja, memória de longo prazo curto prazo vs ).
A versatilidade da ORT oferece uma plataforma para inúmeras aplicações. Estudos podem fazer uso de agentes farmacológicos para interromper ou melhorar a memória. Variar o tempo de administração de drogas antes ou depois do treino ou antes do teste pode dica no neural subjacente mecanismos que levam à interrompido ou reforçada memória6,18,19, 20. de forma semelhante, a tecnologia de optogenetic pode ser usado para estes mesmo vários pontos de tempo para examinar a ativação/inibição neural que contribui para as diferentes fases de aprendizagem e memória. A ORT é também adequado para avaliar as diferenças em animais transgénicos, em estudos de lesão, modelos neurodegenerativas ou no envelhecimento estudos21,22,23,24, 25 , 26 , 27 , 28. o tempo entre o treinamento e teste, conhecido como o intervalo de retenção, pode ser alterado para avaliar qualquer uma dessas alterações na memória de curto e longo prazo26. Em última análise, a ORT pode ser usado como uma ferramenta para estudar alterações farmacológicas, genéticas e neurológicas de aprendizagem e memória, ou estas ferramentas podem ser usadas para estudar a base do aprendizado e memória no ORT.
Protocol
Representative Results
Discussion
A ORT é um método eficiente e flexível para estudar aprendizagem e memória em camundongos. Ao configurar um experimento, é importante considerar uma série de variáveis que podem afetar o resultado. Conforme discutido nos resultados representativos, a cepa de rato afetará ambos intervalo de tempo e de retenção de exploração. Uma diminuição no tempo de exploração pode inclinar ou máscara resulta em uma discriminação absoluta análise2,3,</su…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Trabalhos citados e anteriormente publicados pelo autor foi apoiado por uma concessão do Instituto Nacional de Saúde Mental (MH088480). O autor gostaria de agradecer o seu antigo mentor, Dr. James O’Donnell pelo seu apoio nesse projeto. Esta publicação é suportada por uma concessão do Instituto Nacional de saúde (T32 DA007135).
Materials
| Open Field Box | Panlab/Harvard Apparatus | LE800SC | Available in grey, white, or black |
| ANY-maze | Stoelting Co. | 60000 | Behavior tracking system |
| EthoVisionXT 12 | Noldus | Behavior tracking system; requires 3 point tracking | |
| Video Camera | Any | Video camera should be mounted directly overhead of the apparatus | |
| 70% Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 | Prior to starting testing and in between trials, each object should be carefully cleaned. The floor and walls of the apparatus should also be cleaned. |
Referenzen
- Ennaceur, A., Meliani, K. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats III. Spatial vs. non-spatial working memory. Behav. Brain Res. 51 (1), 83-92 (1988).
- Akkerman, S., et al. Object recognition testing: methodological considerations on exploration and discrimination measures. Behav. Brain Res. 232 (2), 335-347 (2012).
- Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure, and its modifications. Cogn. Process. 13 (2), 93-110 (2012).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nat. Protoc. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- van Goethem, N. P., et al. Object recognition testing: Rodent species, strains, housing conditions, and estrous cycle. Behav. Brain Res. 232 (2), 323-334 (2012).
- Lueptow, L. M., Zhang, C. -. G., O’Donnell, J. M. Cyclic GMP-mediated memory enhancement in the object recognition test by inhibitors of phosphodiesterase-2 in mice. Psychopharmacology (Berl). , (2015).
- Ennaceur, A. One-trial object recognition in rats and mice: Methodological and theoretical issues. Behav. Brain Res. 215 (2), 244-254 (2010).
- Berlyne, D. Novelty and curiosity as determinants of exploratory behavior. Br. J. Psychol. 41 (1-2), 68-80 (1950).
- Ennaceur, A., Delacour, J. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats I. Behavioral-data. Behav. Brain Res. 31 (1), 47-59 (1988).
- Aguilar-Valles, A., et al. Analysis of the stress response in rats trained in the water-maze: differential expression of corticotropin-releasing hormone, CRH-R1, glucocorticoid receptors and brain-derived neurotrophic factor in limbic regions. Neuroendocrinology. 82 (5-6), 306-319 (2005).
- Anisman, H., Hayley, S., Kelly, O., Borowski, T., Merali, Z. Psychogenic, neurogenic, and systemic stressor effects on plasma corticosterone and behavior: Mouse strain-dependent outcomes. Behav. Neurosci. 115 (2), 443-454 (2001).
- Kim, J. J., Diamond, D. M. The stressed hippocampus, synaptic plasticity and lost memories. Nat. Rev. Neurosci. 3 (6), 453-462 (2002).
- Willner, P. Validity, reliability and utility of the chronic mild stress model of depression: a 10 year review and evaluation. Psychopharmacology (Berl). 134, 319-329 (1997).
- Leussis, M. P., Bolivar, V. J. Habituation in rodents: A review of behavior, neurobiology, and genetics. Neurosci. Biobehav. Rev. 30 (7), 1045-1064 (2006).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat. Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
- Dere, E., Huston, J. P., De Souza Silva, M. A. The pharmacology, neuroanatomy and neurogenetics of one-trial object recognition in rodents. Neurosci. Biobehav. Rev. 31, 673-704 (2007).
- Winters, B. D., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Object recognition memory: Neurobiological mechanisms of encoding, consolidation and retrieval. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 1055-1070 (2008).
- Rutten, K., et al. Time-dependent involvement of cAMP and cGMP in consolidation of object memory: studies using selective phosphodiesterase type 2, 4 and 5 inhibitors. Eur. J. Pharmacol. 558 (1-3), 107-112 (2007).
- Prickaerts, J., De Vente, J., Honig, W., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. cGMP, but not cAMP, in rat hippocampus is involved in early stages of object memory consolidation. Eur. J. Pharmacol. 436 (1-2), 83-87 (2002).
- Bertaina-Anglade, V., Enjuanes, E., Morillon, D., Drieu la Rochelle, C. The object recognition task in rats and mice: A simple and rapid model in safety pharmacology to detect amnesic properties of a new chemical entity. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (2), 99-105 (2006).
- Li, S., Wang, C., Wang, W., Dong, H., Hou, P., Tang, Y. Chronic mild stress impairs cognition in mice: From brain homeostasis to behavior. Life Sci. 82 (17), 934-942 (2008).
- Frick, K. M., Gresack, J. E. Sex Differences in the Behavioral Response to Spatial and Object Novelty in Adult C57BL/6 Mice. Behav. Neurosci. 117 (6), 1283-1291 (2003).
- Grayson, B., Leger, M., Piercy, C., Adamson, L., Harte, M., Neill, J. C. Assessment of disease-related cognitive impairments using the novel object recognition (NOR) task in rodents. Behav. Brain Res. 285, 176-193 (2015).
- Tuscher, J. J., Fortress, A. M., Kim, J., Frick, K. M. Regulation of object recognition and object placement by ovarian sex steroid hormones. Behav. Brain Res. 285, 140-157 (2015).
- Balderas, I., Moreno-Castilla, P., Bermudez-Rattoni, F. Dopamine D1 receptor activity modulates object recognition memory consolidation in the perirhinal cortex but not in the hippocampus. Hippocampus. 23 (10), 873-878 (2013).
- Akkerman, S., Blokland, A., Prickaerts, J. Mind the gap: delayed manifestation of long-term object memory improvement by phosphodiesterase inhibitors. Neurobiol. Learn. Mem. 109, 139-143 (2014).
- Domek-Łopacińska, K., Strosznajder, J. B. The effect of selective inhibition of cyclic GMP hydrolyzing phosphodiesterases 2 and 5 on learning and memory processes and nitric oxide synthase activity in brain during aging. Brain Res. 1216, 68-77 (2008).
- Reneerkens, O., et al. Inhibition of phoshodiesterase type 2 or type 10 reverses object memory deficits induced by scopolamine or MK-801. Behav. Brain Res. 236 (1), 16-22 (2013).
- Deacon, R. M. J. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nat. Protoc. 1 (2), 936-946 (2006).
- Şık, A., van Nieuwehuyzen, P., Prickaerts, J., Blokland, A. Performance of different mouse strains in an object recognition task. Behav. Brain Res. 147 (1-2), 49-54 (2003).
- Prut, L., Belzung, C., Rabelias, U. F., Psychobiologie, E. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors a review. Eur. J. Pharmacol. 463, 3-33 (2003).
- Akkerman, S., Prickaerts, J., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. Object recognition testing: statistical considerations. Behav. Brain Res. 232 (2), 317-322 (2012).
- Balderas, I., Rodriguez-Ortiz, C. J., Bermudez-Rattoni, F. Retrieval and reconsolidation of object recognition memory are independent processes in the perirhinal cortex. Neurowissenschaften. 253, 398-405 (2013).
- de curtis, M., Pare, D. The rhinal cortices: a wall of inhibition between the neocortex and the hippocampus. Prog. Neurobiol. 74 (2), 101-110 (2004).
- Brown, M. W., Barker, G. R. I., Aggleton, J. P., Warburton, E. C. What pharmacological interventions indicate concerning the role of the perirhinal cortex in recognition memory. Neuropsychologia. 50 (13), 3122-3140 (2012).
- Moore, S. J., Deshpande, K., Stinnett, G. S., Seasholtz, A. F., Murphy, G. G. Conversion of short-term to long-term memory in the novel object recognition paradigm. Neurobiol. Learn. Mem. 105, 174-185 (2013).
- Suzuki, W. A. The anatomy, physiology and functions of the perirhinal cortex. Curr. Opin. Neurobiol. 6, 179-186 (1996).
- Wan, H., Aggleton, J. P., Brown, M. W. Different contributions of the hippocampus and perirhinal cortex to recognition memory. J. Neurosci. 19 (3), 1142-1148 (1999).
- Warburton, E. C., Brown, M. W. Findings from animals concerning when interactions between perirhinal cortex, hippocampus and medial prefrontal cortex are necessary for recognition memory. Neuropsychologia. 48 (8), 2262-2272 (2010).
