Het doel van dit protocol is voor het meten van de ruimtelijke leren en geheugen in muizen met behulp van de Barnes doolhof, alsmede sociale responsiviteit en voortbewegen met behulp van de jonkvrouw-in-nood-paradigma. Gebruikte ruimtelijke leren en geheugen testen voor knaagdieren omvatten de radiale arm doolhof, die meet van een muis vermogen verborgen om voedsel te vinden in één van de takken van een multi-armig apparaat, en de Morris water maze, waardoor een muis in een grote kuip of pool van water en analyseert hoe lang het duurt om te vinden een verborgen onderwater platform. Meestal, opleiding voor deze paradigma’s omvat meerdere proeven en laat het meten van zowel het leren van de tarieven van de acquisitie en retentie door middel van korte termijn en lange termijn geheugen proeven.

Hoewel de radiaal-arm doolhof en de Morris water maze betrouwbare manieren om geheugen te testen in knaagdieren zijn, presenteren ze complicaties voor sommige onderzoekers. Beide doolhoven ontbering of sterke aversieve stimuli gebruiken als versterking¹. De radiale arm doolhof gebruikt voedsel ontbering om ervoor te zorgen dat knaagdieren naar behoren gemotiveerd om te vinden van een beloning van voedsel. De Morris water maze, kunnen de effecten van stress veroorzaakt door een gedwongen duik resultaten in de muizen²wijzigen.

De doolhof Barnes is een alternatieve ruimtelijke bewustzijn taak waarvoor knaagdieren te leren van de positie van een hole om te ontsnappen aan de oppervlakte van lichte, open doolhof³. Zwakke aversieve stimulatie (licht of geluid) wordt vervolgens toegepast, vergroot de kans dat muizen aan het platform ontsnappen zal. De doolhof Barnes vereist geen voedsel ontbering, dus de hoeveelheid dierlijke voorbereiding is minder dan in de radiale arm doolhof. Het kan worden gebruikt zonder conflict door onderzoekers die onderzoek naar gedrag of moleculen eten, hormonale verordening of hypothalame trajecten is gekoppeld.

De doolhof Barnes heeft ook voordelen ten opzichte van de Morris water maze. Het is minder belastend dan de Morris water maze, waardoor minder verhoogde niveaus van corticosterone in muizen⁴. Bovendien, het is veel eenvoudiger te monteren en minder speciale ruimte vereist tijdens de test procedure en opslag.

De jonkvrouw-in-nood-test is een eenvoudige tweedelige experiment dat motorische activiteit gevolgd door prosociaal gedrag kan beoordelen. De jonkvrouw-in-nood-bepaling is ontworpen om verkennend gedrag en sociale responsiviteit van een mannelijke knaagdieren in reactie op een prikroller vrouwelijke knaagdier te beoordelen. Een veelgebruikte methode om te beoordelen gezelligheid (evenals voorkeur voor sociale nieuwheid) is het gebruik van Crawley van drie-kamer gezelligheid test, die de vrije keuze van een muis om tijd in de buurt van of weg van andere muizen⁵beoordeelt.

Gelijkaardig aan Crawley van drie-kamer gezelligheid test, de jonkvrouw-in-nood-test meet ook vrije keuze over hoe om tijd in aanwezigheid van een andere muis, maar het biedt ook metingen voor diepere aspecten van het sociaal functioneren: 1) In de Jonkvrouw-in-nood assay, de gevangen vrouwelijke muis wordt gehouden in het middelpunt van een open veld, zodat de potentiële afkeer van het mannetje naar een open veld is ontpit tegen zijn rijden naar sociaal ontdekken of onderzoeken van een verontruste vrouwelijke conspecific. 2) het Damsel-in-nood-objectmodel biedt ook een manier om te beoordelen van prosociaal en empathisch gedrag in reactie op de muis gevangen, die niet vaak in muizen onderzocht is.

Dierlijke empathie is zeker waarneembare en meetbare, hoewel niet veel paradigma’s bestaan voor dit doel. Bijvoorbeeld bij ratten, kan een gevangen kooi partner veroorzaken een staat van prosociaal motivatie, waar ratten werken zal om het gevangen dier vrij. In feite zal ratten kiezen om te helpen het gevangen dier nog vóór het openen van een soortgelijke container met een chocolade snack, dan toegang tot de chocolade en delen met de newly vrijgelatene rat⁶.

Maatregelen voor empathy in muizen zijn gewoonlijk het besmeuren van pijn; muizen die kijken naar andere muizen in pijn zijn inderdaad gevoeliger voor pijn zelf^7,8. Terughoudendheid stress is een gekarakteriseerd fenomeen in knaagdieren en schok te onderzoeken van stress reacties, als een maatregel voor empathy in muizen^9,10heeft zijn gekoppeld.

Er zijn ethische overwegingen gekoppeld geïnduceerde pijn of schok, zodat stress-inducerende alternatieven nodig zijn. We ontwikkelden het paradigma Damsel-in-nood als een maatregel van empathisch gedrag in de afwezigheid van pijn of shock behandeling. De gevangen muizen in ons protocol Damsel-in-nood vertonen openlijke nood na slechts enkele momenten zoals ze zijn niet in staat om te draaien in de kleine container, maar ze ongedeerd zijn terwijl het verstrekken van een kans voor andere muizen inspelen op hun nood.

Om te beginnen de beoordeling Damsel-in-nood, wordt een mannelijke muis geplaatst in een grote roman arena met een kleine lege centrale cilinder. Verkennend gedrag worden opgenomen voor enkele minuten, met inbegrip van hoeveel secties van de arena zijn gekruist en hoeveel tijd wordt besteed in de open middengebied. Deze methode biedt een snelle en gemakkelijke manier om uit te sluiten motorische tekorten als een potentiële confounder in een leersituatie dat gecoördineerde verkeer voor succesvolle afronding vereist. Het biedt ook een fundamentele maatregel van hoe veel afkeer van het open veld aanwezig is. Beide maatregelen kunnen Barnes doolhof prestaties beïnvloeden.

Na de eerste verkenning, het mannetje wordt verwijderd uit de arena en een vrouwelijke muis wordt geplaatst in een gesloten, kleine duidelijk centrale cilinder (vergelijkbaar met die gebruikt voor het verzamelen van bloed van muizen). Vervolgens de oorspronkelijke mannelijke muis is opnieuw in de arena, en experimentele gedrag is opnieuw scoorde. Het paradigma Damsel-in-nood beoordeelt of een muis geïnteresseerd in een sociale interactie op basis van wijzigingen in gedragspatronen is wanneer een gevangen vrouw aanwezig is (scoorde door de tijd doorgebracht in het centrum-plein en het aantal graven afleveringen) en of de muis vertoont prosociaal gedrag naar de gevangen vrouw (scoorde door de hoeveelheid cilinder onderzoeken en contact evenementen met de gevangen vrouwelijke). De assay Damsel-in-nood kan worden gebruikt voor het meten van een neiging tot sociale nieuwigheid (vergelijkbaar met Crawley van drie-kamer gezelligheid test) afhankelijk van of de onderzoekers een bekende of nieuwe muis val.

Samen de Barnes doolhof en Damsel-in-nood experimenten mogelijk de nauwkeurige evaluatie van muis leren mogelijkheden en sociale responsiviteit in de afwezigheid van zeer belastend stimuli. Net als bij alle gedrags testen, moeten deze experimenten worden uitgevoerd met grote gevoeligheid voor de dierlijke ervaring, minimaliseren van de hinder ondervinden van het dier.

Zoals de meeste doolhoven, verschillen in motorische activiteit invloed kunnen hebben op prestaties op de Barnes doolhof, zodat onderzoekers ook de motorische activiteit, evalueert vooral bij gebruik van de Barnes doolhof te beoordelen van leren in muizen met mutaties die (zoals afbreuk kunnen doen aan beweging die gevonden in muismodellen van de ziekte van Huntington, of die blootgesteld aan toxines die kunnen veroorzaken van hyperactiviteit of retard verkeer, zoals ethanol). Bovendien, doolhof en kamer oppervlakken moeten grondig worden schoongemaakt en beddengoed veranderd tussen elk dier om te voorkomen dat geur cue kunstdiscours.

Nog belangrijker is, alle materialen kunnen worden vervaardigd met een minimale financiële investering ter plaatse en de kleine fysieke voetafdruk van deze tests betekent dat deze experimenten kunnen worden gerepliceerd in bijna elke omgeving, waardoor voor grote flexibiliteit. Dit type van toegankelijkheid kan goede wetenschap op kleinere instellingen met beperkte middelen of in situaties waar pilot gegevens moet worden verzameld snel in het ontbreken van substantiële steun moet worden uitgevoerd.