Formålet med denne protokol er at måle rumlige indlæring og hukommelse i mus ved hjælp af Barnes labyrint samt sociale lydhørhed og bevægelse ved hjælp af jomfru i nød paradigme. Almindeligt anvendt fysisk læring og hukommelse test for gnavere omfatter radial arm labyrint, som måler en mus evne til at finde skjulte mad i en arm af en multi-spoked apparater, og Morris vand-labyrint, som lægger en mus i en stor balje eller pulje af vand og vurderer, hvor lang tid det tager for at finde en skjult undersøiske platform. Typisk, uddannelse for disse paradigmer strækker sig over flere forsøg og giver mulighed for måling af både lære erhvervelse priser og lagring gennem kortsigtede og langsigtede hukommelse forsøg.

Selvom radial-arm labyrint og Morris vand labyrint er pålidelige måder at teste hukommelsen hos gnavere, nuværende de komplikationer for nogle forskere. Begge labyrinter bruge afsavn eller stærk afskrækningsmiddel stimuli som forstærkning¹. Radial arm labyrint bruger mad afsavn til at sikre, at gnavere er ordentligt motiveret til at finde en fødevare belønning. I Morris vand labyrint, kan effekter af stress induceret af en tvungen svømmetur ændre resultater i mus².

Barnes labyrinten er en alternativ rumlige bevidsthed opgave, der kræver gnavere at lære placeringen af et hul for at undslippe den lyse, åbne labyrint overflade³. Svage afskrækningsmiddel stimulation (lys eller lyd) er derefter anvendt til at øge sandsynligheden for, at mus vil flygte fra platformen. Barnes labyrint kræver ikke mad afsavn, så mængden af animalsk forberedelse er mindre end i den radiale arm labyrint. Det kan bruges uden konflikt af forskere, der undersøger adfærd eller molekyler knyttet til at spise, hormonelle forordning eller hypothalamus veje.

Barnes labyrinten har også fordele i forhold til Morris vand labyrint. Det er mindre stressende end Morris vand-labyrint, forårsager mindre forhøjede niveauer af corticosterone i mus⁴. Desuden, det er meget enklere at samle og kræver mindre dedikeret plads under test procedure og opbevaring.

Jomfru i nød assay er en simpel to-delt eksperiment, der kan vurdere bevægeapparatet aktivitet efterfulgt af Lis adfærd. Jomfru i nød assay er designet til at vurdere sonderende adfærd og sociale lydhørhed af en mandlig gnaver i svar på en fanget kvindelige gnaver. En almindeligt anvendt metode til at vurdere selskabelighed (samt præference for sociale nyhed) er brugen af Crawleys tre-kammer selskabelighed test, der vurderer det frie valg af en mus til at tilbringe tid i nærheden af eller fra andre mus⁵.

Lig Crawleys tre-kammer selskabelighed test, jomfru i nød analysen også måler frit valg om, hvordan man tilbringe tid i overværelse af en anden mus, men det giver også målinger for dybere aspekter af social funktion: 1) i den Jomfru i nød assay, afholdes der fanget kvindelige musen midt på en åben mark, så den mandlige potentielle aversion mod en åben mark er op mod hans kørsel til socialt udforske eller undersøge en nødlidende kvindelig conspecific. 2) jomfru i nød-modellen giver også en måde at vurdere Lis og empatisk adfærd som reaktion på den fangne mus, der ikke har været hyppigt udforskes i mus.

Animalske empati er absolut observerbare og målelige, men ikke mange paradigmer eksisterer til dette formål. For eksempel i rotter, kan en fanget bur kammerat fremkalde en tilstand af Lis motivation, hvor rotter vil arbejde for at befri de fangne dyr. Faktisk vil rotter vælger at hjælpe de fangne dyr selv før du åbner en lignende beholder indeholdende en chokolade mellemmåltid, så adgang til chokoladen og dele det med den nyligt frigivne rotte⁶.

Foranstaltninger af empati i mus typisk involverer påførelse af smerte; mus, der ser andre mus i smerte er faktisk mere følsomme over for smerte sig^7,8. Tilbageholdenhed stress er karakteriseret fænomen i gnavere og har været koblet med chok at undersøge stress reaktioner, som en foranstaltning af empati i mus^9,10.

Der er etiske overvejelser forbundet med inducerede smerte eller stød, så stress-fremkaldende alternativer er nødvendige. Vi udviklede jomfru i nød paradigme som en foranstaltning af empatisk adfærd i mangel af enten smerte eller chokbehandling. De fangne mus i vores jomfru i nød protokollen viser åbenlys tegn på nød efter kun flere øjeblikke som de er i stand til at vende rundt i den lille beholder, men de er uskadt samtidig give mulighed for andre mus til at reagere på deres nød.

Til at begynde jomfru i nød vurderingen, er en mandlig mus placeret i en stor roman arena indeholder en lille Tom centrale cylinder. Sonderende adfærd registreres i flere minutter, herunder hvor mange dele af arenaen er krydset og hvor meget tid er brugt i det centrale åbne område. Denne metode giver en hurtig og nem måde at udelukke bevægeapparatet underskud som en potentiel confounder i en læring situation, der kræver koordinerede bevægelse for en vellykket gennemførelse. Det giver også et grundlæggende mål for hvor meget aversion mod det åbne center-område er til stede. Begge foranstaltninger kunne påvirke Barnes labyrint ydeevne.

Efter den indledende udforskning, Hannen er fjernet fra arena og en kvindelig musen placeres i en lukket, lille klar centrale cylinder (svarende til, bruges til at indsamle blod fra mus). Derefter, den oprindelige mandlige mus er genindført i arenaen, og sonderende adfærd er igen scorede. Jomfru i nød paradigme vurderer, om en mus er interesseret i en social interaktion baseret på ændringer i adfærdsmønstre, når en fanget kvinde er til stede (scoret af tid tilbragt i den midterste firkant og antallet af grave episoder), og om den musen udstiller Lis adfærd over for den fangne kvindelige (scoret af mængden af cylinder undersøgelser og kontakt begivenheder med den fangne kvindelige). Jomfru i nød analysen kan bruges til at måle en tilbøjelighed til sociale nyhed (svarende til Crawleys tre-kammer selskabelighed test) afhængigt af hvorvidt forskerne fælde en bekendt eller roman mus.

Sammen, Barnes labyrint og jomfru i nød eksperimenter giver mulighed for nøjagtig evaluering af mus indlæring evner og sociale lydhørhed i mangel af ekstremt stressende stimuli. Som med alle adfærdsmæssige assays, skal disse forsøg udføres med stor følsomhed mod den animalske oplevelse, minimere ubehag oplevet af dyret.

Ligesom de fleste labyrinter, kan forskelle i bevægeapparatet aktivitet påvirke ydeevnen på Barnes labyrint, så forskere skal også vurdere bevægeapparatet aktivitet, især når du bruger Barnes labyrint for at vurdere læring i mus med mutationer, der kan forringe bevægelse (såsom dem fundet i Huntington’s chorea musemodeller, eller de udsat for giftstoffer, som kan fremkalde hyperaktivitet eller forsinke bevægelse, såsom ethanol). Derudover labyrint og kammer overflader skal rengøres grundigt og sengetøj skiftet mellem hvert dyr at undgå duften cue tilintetgør.

Vigtigere, alle materialer kan være fremstillet på stedet med minimal finansielle investeringer og den lille fysiske fodaftryk af disse assays betyder at disse eksperimenter kan replikeres i næsten enhver indstilling, giver mulighed for stor fleksibilitet. Denne type af tilgængelighed tillader god videnskab skal udføres på mindre institutioner med begrænsede ressourcer eller i situationer hvor pilot data skal indsamles hurtigt i mangel af betydelig støtte.