מבחן הסמטאות הרצוף של חרדה בעכברים וחולדות
Summary
צעדי פלוס מבוך חרדה כמו התנהגות במכרסמים. ישנם שני ההפך סגור ושתי זרועות פתוחות מנוגדות; מכרסמים חרדה למנוע את זרועות הפתוחות. האזור המרכזי הוא לא לגמרי פתוח ולא סגור, כך שהזמן שבילה כאן הוא דו משמעי וקשה לפרש. כאן שינוי של הפרוטוקול בתוספת-מבוך ביטול תחום זה מתואר.
Abstract
בתוספת-המבוך נגזר מהעבודה המוקדמת של מונטגומרי. הוא ציין כי חולדות נוטות להימנע מזרועות הפתוחות של מבוך, ומעדיפים את אלה סגורים. הנדלי, Mithani וקובץ<em> Et al.</em> ביצע המחקרים הראשונים על העיצוב בתוספת-המבוך אנו משתמשים כיום, ובשנת 1987 פרסם ליסטר עיצוב לשימוש עם עכברים. זמן מושקע ובכניסות ל, בזרועות הפתוחות הן מדד של חרדה; נמוך מדדים אלה, להוט יותר הוא העכבר. לחלופין, עכבר שמבלה את רוב זמנה בזרועות הסגורות מסווג כחרדה. אחת הבעיות של תוספת-המבוך הוא, שבעוד הזמן מושקע ובכניסות ל, בזרועות הפתוחות היא מדד די חד משמעי של חרדה, הזמן באזור המרכז הוא יותר קשה לפרש, אם כי הזמן שבילה כאן כבר סווג כמו "קבלת החלטות". בבדיקות רבות זמן באזור מרכז הוא חלק ניכר מהזמן הבדיקה הכולל. רועה<em> Et al.</em> הפיק עיצוב גאוני לחסל את האזור המרכזי, שבה הם נקראים "מבוך אפס". עם זאת, למרות שימוש על ידי מספר קבוצות, זה מעולם לא היה, כפי שאומץ באופן נרחב כתוספת במבוך. במאמר הנוכחי אני מתאר את שינוי של העיצוב בתוספת-המבוך שלא רק מבטל את האזור המרכזי, אך משלב גם אלמנטים ממבחני חרדה אחרים, כגון תיבת אור הכהה ובדיקות הופעתה. זוהי סדרה ליניארית של ארבע סמטאות, שכל אחד שהולך וגדל מאפייני anxiogenic. זה נתן תוצאות דומות לתוספת במבוך באופן כללי. למרות שזה לא יכול להיות רגיש יותר מתוספת במבוך (יש צורך בנתונים נוספים לפני שניתן תהיה להגיע למסקנה מוצקה בשלב זה), הוא מספק אישור לתוצאות בתוספת-מבוך שימושי אשר יהיה שימושי כאשר, למשל, רק דוגמה אחת של עכבר מוטנטי הייתה זמינה, כמו, למשל, בתוכניות mutagenesis מבוססות ENU.
Introduction
בתוספת-המבוך המוגבה נגזר מהעבודה המוקדמת של מונטגומרי. -27 הוא ציין כי חולדות נוטות להימנע מזרועות הפתוחות של מבוך, ומעדיף את אלה סגורים. הנדלי וMithani, וקובץ et al. 22,29 ביצע המחקרים הראשונים בעיצוב תוספת במבוך אנו משתמשים כיום, ובשנת 1987 פרסמו ליסטר עיצוב לשימוש עם עכברים 25. עכשיו זה assay סטנדרטי לטיפולים נוגדים חרדה 23, וכמה פרוטוקולים שפורסמו 36,24 http://www.jove.com/video/1088; http://currentprotocols.com/protocol/ph0538.
בתוספת-המבוך המוגבה מורכב משתי זרועות פתוחות ושתיים מנוגדות מנוגדות סגורות מצטלבות באזור מרכזי, בצורה של + בתכנית. אחוז הזמן מושקע ובערכי אחוז ל, בזרועות הפתוחות הן מדדשל חרדה כמו התנהגות; נמוך מדדים אלה, להוט יותר הוא העכבר. לחלופין, עכבר שמבלה את רוב זמנה בזרועות הסגורות מסווג כחרדה.
ניתוח גורמים הראה כי בעוד שמדדים של עומס פעילות זרוע פתוח במידה רבה על גורם מיועד כדמויים חרדת התנהגות, ערכים וזרוע סגורים במידה רבה משקפים את הפעילות מוטורית, את הגבולות בין גורמים אינם מוחלטים; גם גורמים אחרים, כמו חקירה, הערכת סיכונים ו קבלת החלטות מהוות את הפרופיל של התנהגות בתוספת-המבוך, 12,32. זמן באזור המרכז הוא בעייתי יותר לפרש, אם כי הזמן שבילה כאן כבר מסווג "קבלת החלטות" 32. למרות שעכברים מבלים את רוב זמנם בזרועות הסגורות, וזמן מועט יחסית בזרועות הפתוחות, במחקרים רבים הרבה זמן הוא בילה באזור המרכזי שבו לזרועות להצטרף. למרות שזה עשוי לייצג את קבלת החלטות 32, הוא דו משמעי בteRMS של חרדה כמו התנהגות, למרות שניתן היו לצפות עכברים חרדים מאוד להימנע האזור המרכזי, כמו גם את זרועות הפתוחות. ניסיון מוקדם כדי לחסל את האזור המרכזי מעורפל זו היה לבנות מבוך עגול עם שני רביעים סגורים לסירוגין עם שני אלה פתוחים 33. ב" אפס מבוך "חיה הזאת היא באופן חד משמעי בפתוח (anxiogenic) או שטח סגור (nonanxiogenic). עם זאת, למרות שימוש על ידי מספר קבוצות, זה מעולם לא היה, כפי שאומץ באופן נרחב כתוספת במבוך. במעבדה שלנו מצאנו כי בעוד שתוספת במבוך (וסמטאות רצופות) הראה השפעות נוגדות חרדה בחולדות lesioned היפוקמפוס, אלה שלא ראו במבוך אפס בנוי בדיוק כמו זה של שפרד ואח' 13.
מנגנון הסמטאות ברציפות שלכן המציא במטרה העיקרית של חיסול השטח של תוספת במבוך המרכזי. מטרה נוספת, האלמנטים של בדיקות אחרות של חרדה כמו התנהגות שולבו. על ידי התחלהבעלי החיים בסמטה הסגורה 1, רכיב הופעתה הוצג, דומה לזו במבחן "הצילינדר" של סטון 34. הצבע של סמטאות שינויים משחורים (1 סמטה) דרך אפור (סמטה 2) ללבן (סמטאות 3 ו -4). זה מקורו בתצפיות שעכברים מעדיפים אזורים כהים יותר, כפי שהודגמו במבחן תיבת אור בחושך 11. קירות הסמטאות הרצופות גם לרדת לאט בגובה, בניגוד לתוספת במבוך שבו יש מעבר פתאומי בין קירות גבוהים וללא קירות. רוחב הסמטאות בהדרגה מקטין להגדיל בהדרגה את החשיפה של העכבר למיקום הגבוה של המבוך, בתיאום עם הירידה ההדרגתית בגובה קיר. כל הגורמים הללו שולבו בניסיון להגדיל את הרגישות של הבדיקה ולהקיף מגוון רחב יותר של התנהגות דמוית חרדה ממבוך הפלוס עושה. מנגנון הסמטאות ברציפות היה ניסיון סוגר מגוון רחב יותר של תוכניות בסיסיות כמו התנהגות חרדה, באותו wa y כי ארבעת התנאים הבסיסיים של בדיקת האינטראקציה החברתית, כפי שבוצע במקור על ידי איתור קובץ של 17 היתר שינויים העדינים של התנהגות דמוית חרדה. קובץ, במחקר של השפעות ניקוטין, רק ראה את ההבדלים בין שני מצבי ביניים כמו חרדת ההתנהגות, לא גבוהים או הנמוכים ביותר 20.
כמו גם תוספת במבוך, בדיקת שימוש נרחב נוספת של חרדה כמו התנהגות היא תיבת אור בחושך 11. תוצאות מתיבת אור הכהה ותוספת-המבוך לא תמיד לתאם עם כל אחד 35 אחרים. הוא נחשב כעת כי התנהגות דמוית חרדה אינה תופעה אחידה 19. מבחן הסמטאות ברציפות ולכן ייתכן שגם נותן תוצאות שונות מאלה שהושגו באמצעות תיבת אור בחושך, ואפילו להעלות על הדעת מהתוספת במבוך, שכן הוא שונה מעט מזו האחרונה, עם זאת, תוצאות בין לשעבר והאחרון שניתן היו לצפות להיות דומה באופן כללי.
<p class="Jove_content"> הוכח כי בדיקות חוזרות ונשנות במבוך פלוס משנה את הסוג של חרדה נצפה. 8,21 זה יכול להיות שחשיפה לבעלי חיים ועוד, ואחריו מבוך הסמטאות הרצופות מבטלת את השינוי בסוג זה של חרדה כמו התנהגות נמדדת אם בדיקת פלוס המבוך חוזרת על עצמו. דוגמה לכך הייתה כאשר ראה בסמטאות בתוספת-המבוך ורצוף שמשו לבדיקת עכברי Cortex-lesioned ושליטה קדם חזיתית המדיאלי באופן מתאזן באופן זמני. עכברי lesioned הראו התנהגות דמוית חרדה נמוכה יותר באופן משמעותי בשני הסוגים של מכשירים, ללא קשר לשאלה אם הבדיקה התרחשה בסמטאות הרצופות או בתוספת 15-המבוך הראשון. ייתכן גם ששימוש רציף של סמטאות פלוס המבוך ורצופים עלול לשמר את הרגישות לתרופות נוגדות חרדה שנראו בעת הבדיקה בתוספת-המבוך חוזרת על עצמו. 18ניתן גם נבדקו חולדות בגרסה גדולה יותר של הסמטאות הרצופות. ההליך הוא בדיוק לאהוא זהה לעכברים.
כמו במקרה של בדיקות לhyponeophagia, הניסיון הקודם הכללי של בעלי החיים, מלבד מבוך מוגבה דמוית חרדת התנהגות בדיקה כשלעצמה, עשויים להשפיע על התוצאה. 1,16
Protocol
Representative Results
Discussion
לסיכום, במבחן הסמטאות ברציפות מייצר תוצאות דומות באופן כללי לתוספת במבוך כאשר נגעים של קליפת המוח הקדם חזיתית המורכב או המדיאלי היפוקמפוס עשויים, אך יש צורך בעבודה נוספת כדי להעריך את ההשפעות של נגעים באזורים אחרים במוח נחשב כקשור לחרדה כמו התנהגות. לעתים, תוצאות על פלוס המבוך שונה במידה ניכרת מאלו בסמטאות הרצופות; דוגמה לכך היא העבודה שלנו על Kir6.2 ק.א. עכברים 14. כאשר הם נבדקו בשני המנגנונים, זה אפשר לנו להוכיח כי עכברי KO לא הראו שינוי חד כיווני באופן כללי התנהגות דמוית חרדה, שכן הם בילו זמן רב יותר מאשר עכברים פראיים מסוג שעל זרועות פלוס המבוך הפתוחות (מראה פחות חרדה אוהב את ההתנהגות), אבל יותר זמן ב1 סמטה מהסמטאות הרצופות (מראה יותר דמוי חרדת התנהגות). לפיכך, שימוש בשילוב של סמטאות פלוס המבוך ורצופים יכול לחסל את התוצאות שליליות חיוביות או שקר שקר, שכן שתי הבדיקות, אם כידומה, אינם פונקציונלי זהים.
כמו בפלוס המבוך, היפראקטיביות אינה מובילה לעלייה בלתי סלקטיבית במספר הסמטאות נכנסו. מחקרים הראו כי הארגון של התנהגות בעכברים משתנה באופן עצמאי בפעילות 28. חולדות lesioned המדיאלי במחיצה, אשר הוצגו להיות היפראקטיבי במידה ניכרת בבדיקה נפרדת בכלובי ניטור פעילות photobeam רק הראו ערכים גבוהים יותר באופן משמעותי לסמטאות 2 ו -3;. כניסות לסמטאות 1 ו 4 לא היו שונות לבקרות 5 אז המחיצה פחות חרדה חולדות lesioned היו הלוך ושוב בין שני האזורים באופן מתון anxiogenic של הסמטאות הרצופות, מראים מה המנגנון שנועד לזהות, כלומר את עמדתם בספקטרום של חרדה. אם הם היו אפילו פחות חרדה, עלייה במעברים בין סמטאות 3 ו -4 הייתה נראה.
ראיות אחרות שהיפראקטיביות אינה מובילה ל כוזב חיובי בבדיקת סמטאות ברציפות היא שחולדות עם נגעים בהיפוקמפוס גב הן היפראקטיבי אבל לא מראות השפעות נוגדות חרדה בסמטאות הרצופות 7. בבדיקת נושא עם מנגנון ליניארי, מבחן סמטת שחור לבן, נקבות עכברי GluRA KO ולא להראות יותר כמו התנהגות חרדה מפקדים ואילו זכרים הם דומים לקבוצת ביקורת, אך שני המינים הם היפראקטיבי 3 במידה ניכרת. Kir6.2 עכברי KO היו פעילים יותר בכלובים בביתם מאשר עכברי סוג בר אבל הראו חרדת les בסמטאות הרצופות 14. יש לציין, 8 עכברי KO קפצו או נפלו מתוספת במבוך אבל אף אחד מהסמטאות הרצופות.
מגבלה אחת של בדיקת סמטאות ברציפות משמשת כיום היא שלאור הצבע שונה של הרצפה, מערכות וידאו למעקב אחרת יהיו קשה לשימוש. עם זאת, כנראה הרצפה יכולה להיות צבועה בצבע אחיד כצבע הוא רק אחד מהגורמים במנגנון שיוצר חרדה.
NT "> בדיקת הסמטאות רצופה היא לא סבירה, עם זאת, שלא סובל מהבעיות הקשורות לבדיקות ההשתנות דומות מבוססות ethologically כגון תוספת-מבוך 10,23, אבל בדיקת אצווה של בעלי חיים משני המשימות עשויה לעזור להבהיר חד משמעי מבחן בתוספת-מבוך 30,31,37; גישה מרובה בדיקה עשויה להיות יתרונות כאשר בודקים את ההתנהגות דמוית חרדה.Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
קרן Wellcome למתן מימון גישה פתוחה לאוניברסיטת אוקספורד. רוברט דיקון הוא חבר בקבוצת OXION אוקספורד, במימון קרן Wellcome מענק WT084655MA.
References
- Andrews, N., File, S. E. Handling history of rats modifies behavioural effects of drugs in the elevated plus-maze test of anxiety-like behaviour. Eur. J. Pharmacol. 235, 109-112 (1993).
- Balogh, S. A., McDowell, C. S., Stavnezer, A. J., Denenberg, V. H. A behavioral and neuroanatomical assessment of an inbred substrain of 129 mice with behavioral comparisons to C57BL/6J mice. Brain Res. 836, 38-48 (1999).
- Bannerman, D. M., Deacon, R. M. J., Brady, S., Bruce, A., Sprengel, R., Seeburg, P. H., Rawlins, J. N. P. A comparison of GluR-A-deficient and wild-type mice on a test battery assessing sensorimotor, affective and cognitive behaviors. Behavioral Neuroscience. 118, 643-647 (2004).
- Bannerman, D. M., Deacon, R. M. J., Offen, S., Friswell, J., Grubb, M., Rawlins, J. N. P. A double dissociation of function within the hippocampus: Spatial memory and hyponeophagia. Behav. Neurosci. 116, 884-901 (2002).
- Bannerman, D. M., Matthews, P., Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P. Medial septal lesions mimic effects of both selective dorsal and ventral hippocampal lesions. Behav. Neurosci. 118, 1033-1141 (2004).
- Bannerman, D. M., Rawlins, J. N. P., McHugh, S. B., Deacon, R. M. J., Yee, B. K., Bast, T., Zhang, W. -. N., Pothuizen, H. H. J., Feldon, J. Regional dissociations within the hippocampus – memory and anxiety-like behaviour. Neurosci. Biobehav. Rev. 28, 273-283 (2004).
- Bannerman, D. M., Yee, B. K., Good, M. A., Heupel, M. J., Iversen, S. D., Rawlins, J. N. P. Double dissociation of function within the hippocampus: A comparison of dorsal, ventral and complete hippocampal cytotoxic lesions. Behavioral Neuroscience. 113, 1170-1188 (1999).
- Carobreza, A. P., Bertoglio, L. J. Ethological and temporal analyses of anxiety-like behavior: The elevated plus-maze model 20 years on. Neurosci. Biobehav. Rev. 29, 1193-1205 (2005).
- Contet, C., Rawlins, J. N. P., Deacon, R. M. J. A comparison of 129S2/SvHsd and C57BL/6JOlaHsd mice on a test battery assessing sensorimotor, affective and cognitive behaviours: implications for the study of genetically modified mice. Behavioural Brain Research. 124, 33-46 (2001).
- Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 284, 1670-1672 (1994).
- Crawley, J., Goodwin, F. K. Preliminary report of a simple animal behavior model for the anxiolytic effects of benzodiazepines. Pharmacol. Biochem. Behav. 13, 167-170 (1980).
- Cruz, A. P. M., Frei, F., Graeff, F. G. Ethopharmacological analysis of rat behavior on the elevated plus-maze. Pharmacol. Biochem. Behav. 49, 171-176 (1994).
- Deacon, R. M. J., Bannerman, D. M., Rawlins, J. N. P. Anxiolytic effects of cytotoxic hippocampal lesions in rats. Behavioral Neuroscience. 116, 494-497 (2002).
- Deacon, R. M. J., Brook, R. C., Meyer, D., Haeckel, O., Ashcroft, F. M., Miki, T., Seino, S., Liss, B. Behavioral phenotyping of mice lacking the KATP channel subunit Kir6.2. Physiol. Behav. 87, 723-733 (2006).
- Deacon, R. M. J., Penny, C., Rawlins, J. N. P. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behav. Brain Res. 139, 139-155 (2003).
- Doremus, T. L., Varlinskaya, E. I., spear, L. P. Age-Related Differences in Elevated Plus Maze Behavior between Adolescent and Adult Rats. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1021, 427-430 (2004).
- File, S. E. The use of social interaction as a method for detecting anxiolytic activity of chlordiazepoxide-like drugs. J. Neurosci. Meth. 2, 219-238 (1980).
- File, S. E. One-trial tolerance to the anxiolytic effect of chlordiazepoxide in the plus-maze. Psychopharmacol. 100, 281-282 (1990).
- File, S. E., Elliot, J. M., Heal, D. J., Marsden, C. A. Behavioural detection of anxiolytic action. Experimental approaches to anxiety-like behaviour and depression. , 25-44 (1992).
- File, S. E., Kenny, P. J., Ouagazzal, A. M. Bimodal modulation by nicotine of anxiety-like behaviour in the social interaction test: Role of the dorsal hippocampus. Behav. Neurosci. 112, 1423-1429 (1998).
- File, S. E., Zangrossi, H., Viana, M., Graeff, F. G. Trial 2 in the elevated plus-maze: a different form of fear?. Psychopharmacology. 111, 491-494 (1993).
- Handley, S. L., Mithani, S. Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of “fear”- motivated behaviour. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 327, 1-5 (1984).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety-like behaviour. Pharmacol. Biochem. Behav. 54, 21-30 (1996).
- Komada, M., Takao, K., Miyakawa, T. Elevated Plus Maze for Mice. J. Vis. Exp. (22), e1088 (2008).
- Lister, R. G. The use of a plus-maze to measure anxiety-like behaviour in themouse. Psychopharmacology. 92, 180-185 (1987).
- McHugh, S. B., Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P., Bannerman, D. M. Amygdala and ventral hippocampal lesions contribute differentially to mechanisms of fear and anxiety-like. , 118-163 (2004).
- Montgomery, K. C. The relation between fear induced by novelty stimulation and exploratory behaviour. J. Comp. Physiol. Psychol. 48, 254-260 (1958).
- Paulus, M. P., Dulawa, S. C., Ralph, R. J., Geyer, M. A. Behavioral organization is independent of locomotor activity in 129 and C57 mouse strains. Brain Res. 835, 27-36 (1999).
- Pellow, S., Chopin, P., File, S. E., Briley, M. Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety-like behaviour in the rat. J. Neurosci. Methods. 14, 149-167 (1985).
- Ramos, A. Animal models of anxiety: do I need multiple tests?. TIPS. 29, 493-498 (2008).
- Ramos, A., Berton, O., Mormede, P., Chauloff, F. A multipletest study of anxiety-like behaviour-related behaviours in six inbred rat strains. Behav. Brain Res. 85, 57-69 (1997).
- Rodgers, R. J., Johnson, J. T. Factor analysis of spatiotemporal and ethological measures in the murine elevated plus-maze test of anxiety-like behaviour. Pharmacol. Biochem. Behav. 52, 297-303 (1995).
- Shepherd, J., Grewal, S. S., Fletcher, A., Bill, D. J., Dourish, C. T. Behavioural and pharmacological characterisation of the elevated “zero-maze” as an animal model of anxiety-like behaviour. Psychopharmacology. , 116-156 (1994).
- Stone, C. P., Lashley, K. S. Wildness and savageness in rats of different strains. Studies in the dynamics of behaviour. , 3-55 (1932).
- Treit, D., Menard, J. Dissociations among the anxiolytic effects of septal, hippocampal, and amygdaloid lesions. Behavioral Neuroscience. 111, 653-658 (1997).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2, 322-328 (2007).
- Yamasaki, N., et al. Factor analyses of large-scale data justify the behavioral test battery strategy to reveal the functional significances of the genes expressed in the brain. , (2006).
