Summary

空間的な学習とバーンズ迷路と乙女の苦痛のパラダイムを用いたマウスの向社会的行動の分析

Published: November 17, 2018
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Summary

このプロトコルは、バーンズ迷路を使用して記憶・学習能を測定します。新たな乙女の苦痛パラダイムは、自発運動量とマウスにおける向社会的行動を評価するために使用されます。

Abstract

バーンズ迷路は、空間的な学習と食餌制限または非常にストレス刺激への暴露を必要としないメモリの信頼性の高い尺度です。バーンズ迷路迷路のプラットフォームと探索行動から脱出する一般的な動機などの他のマウス動作を評価することも。バーンズ迷路は、遺伝子の突然変異であるかどうかを測定できる環境変数が取得及び空間記憶の保持に影響を与えると同様またはマウスで採用されている検索方法に関する情報を提供します。ここでバーンズ迷路を使用して単一発達エタノールの露出イベント アダルト マウスのメモリの赤字を検出します。新しく記述された乙女の苦痛のパラダイムは、アリーナのオープン センター フィールドで商工会議所の中に閉じ込めて雌マウスに男性マウスを公開します。それは社会的に閉じ込められた女性への対応、向社会的行動を示すマウスのための機会を提供します。新規アリーナとメジャーの自発運動のマウスの動作を調べるため乙女の苦痛パラダイムを使用もできます。バーンズ迷路と乙女の苦痛のプロトコルの両方で必要最小限の金融投資と共通の実験用品からテストの大部分を構築できます。これらのツールの柔軟性とアクセスは、開発の過程での行動の変化を検出するも使用できます。

Introduction

このプロトコルの目的は、バーンズ迷路と同様の社会的応答と乙女の苦痛のパラダイムを使用して歩行を用いたマウスの記憶・学習能を測定することです。齧歯動物などマルチ スポークの装置の 1 つの腕で隠された食品を見つけるためにマウスの能力を測定する放射状迷路モリス水迷路は、大きな浴槽やプールの水、マウスの空間学習・記憶テストを用い、隠された水中プラットフォームを見つける時間を評価します。通常、これらのパラダイムのための訓練は複数の試験にまたがるし、両方の測定を可能集録速度や保存期間を短期的および長期的なメモリ試験を学習します。

放射状迷路とモリス水迷路は齧歯動物でメモリをテストするための信頼性の高い方法であるが、一部の研究者の合併症を呈する。両方の迷路は、補強1として剥奪や強い嫌悪刺激を使用します。放射状迷路は、齧歯動物の食糧報酬を見つける、適切に動機づけを確実に絶食を使用します。モリス水迷路の中で強制水泳による応力の効果はマウス2で結果を変更できます。

バーンズ迷路は、明るく、開いている迷路表面3を脱出するために穴の位置を学ぶための齧歯動物を必要とする代替の空間認識タスクです。マウスがプラットフォームからの脱出の可能性を高めるに弱い嫌悪刺激 (光や音) が適用されます。バーンズ迷路は、絶食を必要としない ― 動物の準備の量はより放射状迷路。動作や食事、ホルモン調節、または視床下部経路に関連付けられている分子を調査する研究者によって、競合することがなく使用できます。

バーンズ迷路は、モリス水迷路上の利点もあります。モリス水迷路、マウス4コルチコステロンのより高いレベルを引き起こしているよりもストレスが少ないです。また、それを組み立てるためにはるかに簡単で、テスト プロシージャとストレージの間に以下の専用領域が必要です。

乙女の苦痛のアッセイは、向社会的行動が続く運動を評価することが簡単な 2 つの部分実験です。乙女の苦痛のアッセイは、探索行動と内包された女性齧歯類に応えて男性齧歯動物の社会的応答性を評価するために設計されています。社会性 (と同様社会の目新しさのための好み) を評価するために一般的に使用されるメソッドの近くや他のマウス5から離れて時間を過ごすマウスの自由な選択を評価するクローリーの 3 商工会議所社交性テストの使用であります。

クローリーの 3 商工会議所社交性テストと同様に、苦痛の乙女アッセイも別のマウスの存在下で時間を費やすことについて自由に選択を測定しますが、また社会的機能のより深い側面の測定を提供します: 1) で、乙女の苦痛の試金、オープン フィールドに男性の潜在的な嫌悪感が社会的探索または同種の苦しめられた女性を調査する彼のドライブに対してピットインされてので、閉じ込められた雌マウスはオープン フィールドの中心に開催されます。2) 苦痛の乙女のモデルは、マウスで頻繁に探索されていないトラップのマウスへの応答で共感および向社会的行動パターンを評価する方法を提供します。

動物の共感は間違いなく観測と測定可能なこの目的のためのない多くのパラダイムが存在します。たとえば、ラット、捕獲おりの仲間は、ラットが閉じ込められた動物を解放していく、向社会的行動のモチベーションの状態を引き起こすことができます。実際、ラットはチョコレート スナックを含む類似のコンテナーを開く前にも閉じ込められた動物を支援するを選択し、チョコレートにアクセスし、新たに解放されたラット6と共有します。

マウスにおける共感性の対策で通常は極度の痛みの実際、痛みの他のマウスを見てマウス、78自体の痛みに敏感。拘束応力は齧歯動物に特徴づけられる現象で、ショック マウス9,10に共感の一つとしてストレス反応を調べると結合されています。

ストレスを誘発する選択肢が必要なので、誘発される痛みやショックに関連付けられている倫理的な考慮事項があります。痛みやショック治療の不在で共感行動の尺度として苦痛の乙女パラダイムを開発しました。私達の苦痛の乙女のプロトコルに閉じ込められたマウスは、彼らは小さな容器内を好転させることができないまだ彼らはその苦痛に対応する他のマウスのための機会を提供しながら無傷だけいくつかの瞬間後苦痛の明白な徴候を表示します。

乙女の苦痛の評価を開始するには、雄マウスは小さな空中央のシリンダーを含む大規模な新規アリーナに配置されます。アリーナのどのように多くのセクションを交差しているし、中央のオープン エリアで費やされているどのくらいの時間を含むいくつかの分の探索行動が記録されます。このメソッドは、正常に完了の協調運動が必要な学習状況の潜在的な交絡因子として運動障害を除外するための迅速かつ簡単な方法を提供します。また、オープンのセンター フィールドにどのくらい嫌悪感が存在の基本的な指標を提供します。両方の措置はバーンズ迷路パフォーマンスに影響可能性があります。

初期の探査の後、男性がアリーナから削除され雌マウスは、囲まれた、小さい明確な中央のシリンダー (マウスから血を収集するために使用に似ています) に配置されます。元の雄マウスは、アリーナに再導入し、探索行動を再び獲得しました。乙女の苦痛パラダイム マウス (のセンター広場で、掘りエピソードの数時間で得点)、閉じ込められた女性が存在する場合、かどうか行動パターンの変更に基づく社会的相互作用に興味があるかどうかを評価する、マウスの展示 (シリンダー調査と閉じ込められた女性と接触イベントの量で得点) 閉じ込められた女性に向けて向社会的行動。乙女の苦痛の試金を使用して、研究者が馴染み深く、新しいマウスをトラップするかどうかに応じて (クローリーの 3 商工会議所社交性テストに類似) 社会の目新しさのための傾向を測定できます。

一緒に、バーンズ迷路と乙女の苦痛実験マウスの正確な評価学習能力と社会的な反応で許可非常にストレスの刺激の欠如。すべての行動実験と同様これらの実験は動物によって経験される不快感を最小限に抑え、動物の経験に向けて素晴らしい感度で行わなければなりません。

ほとんどの迷路のような自発運動の違いに影響を及ぼすバーンズ迷路のパフォーマンス研究者も評価してください運動、特に (よう運動を損なう可能性のある突然変異マウスの学習を評価するためにバーンズ迷路を使用する場合、ハンチントン病マウス モデルで見つけられるそれらまたはさらされる毒素は、多動性は、誘導やエタノールなどの動きを遅らせる可能性があります)。さらに、迷路と商工会議所の表面を徹底的に掃除する必要があり、香りキューを避けるためにそれぞれの動物の間変更された寝具を困惑させます。

重要なは、最小限の投資でのサイトにすべての材料を加工できます、ほぼすべての設定は、大きな柔軟性を可能にこれらの実験をレプリケートできることを意味するこれらのアッセイの物理的な設置面積が小さい。この種のアクセスは、パイロット データが実質的なサポートの欠如ですばやく収集する必要がある場合、限られた資源でより小さい機関で実行する良い科学をことができます。

Protocol

ここで説明したすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) ハンプデン ・ シドニー ・ カレッジのランドルフメーコン カレッジ (、いくつかの仕事が以前実行された) によって承認されました。 マウスの基本住宅 固体底と側面、柔らかい寝具と紙のシュレッダーのような材料を入れ子のレイヤーとプラスチックのケージ内マウスを家します。細切…

Representative Results

バーンズ迷路 バーンズ迷路の使用方法を示すため、単一初期エタノール曝露がマウスの開発のコースを学習の違いを原因かどうかを検討しました。2.5 g/kg のエタノール溶液を注入したか C57Bl6/J マウス (n = 8) または生理食塩水 (n = 6) 2 回、2 時間おきに生後 6 日目で。我々 は思春期 (P30)、バーンズ迷路上…

Discussion

バーンズ迷路、乙女の苦痛実験マウスの向社会的行動、自発運動、空間学習を評価する方法が安価、迅速、かつ比較的簡単。他の利点には、あからさまなストレス、苦痛、または動物のための食事制限がない場合があります。ほとんどの学習/記憶パラダイムのようなバーンズ迷路の不利な点はターゲットの穴の位置を学ぶして動物に必要な試行回数です。

データの収集:…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ハンプデン ・ シドニー大学で我々 はバーンズ迷路と乙女の苦痛実験のプロトコルのテストに関与することをアントン Kheirani ハンター ・ リー、ザック ライトナー ショーン ウォールデンの承認と感謝を与えます。バーンズ迷路と、ランドルフ ・ メイコン大学生物学教室検査スペースを提供するための建設のためランドルフメーコン カレッジでジェイムズ ・ フォスターに感謝したいと思いますも。

Materials

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 contruct 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; rubberband 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

Referenzen

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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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