マウスで作業していて、メモリの参照を評価するためのT-迷路強制交替と左右弁別課題

1。装置の設定自動変更されたT-迷路装置（オハラ·アンド·カンパニー、東京、日本）は25センチの高さの壁1と白いプラスチックの滑走路で構成されている。迷路は自動的に下向きに開くことができるドア（S1、S2、S3、A1、A2、P1、P2）（図1）をスライドさせて6分野（A1、A2、S1、S2、P1、P2）にオフに分割されています。 Tの茎は、S2領域から構成される（13×24 cm）とTの腕は、領域A1とA2を（11.5 X 20.5センチメートル）を含んでいます。領域P1とP2は、アーム（領域A1またはA2）からスタート区画（面積S1）に接続する通路を構成しています。 各アームの先端は、自動的に報酬としてショ糖ペレット（20mgを、式5 TUT、TestDiet、リッチモンド、IN、アメリカ）を提供ペレットディスペンサーが装備されています。マウスによるペレットの摂取量は、赤外線センサーによって検出されると自動的にコンピュータで記録されています。 電荷結合素子（CCD）カメラは、マウス＆＃を監視するための装置の上にマウントされているx2019;の動作、および装置およびマウスの画像は、コンピュータによってキャプチャされます。 防音室（170×210×200センチ、オハラ·アンド·カンパニー、東京、日本）できるだけのT-迷路装置を配置します。装置は、我々の研究室では100ルクスの蛍光灯で照らされています。光強度は、このルクスのレベルよりも弱いかもしれませんが、すべての実験中に一定のレベルに保持する必要があります。 2。動物の準備ハウス温度制御された部屋にケージ当たり2〜4匹のマウスについて（23±2°C）の指導と地元のアニマルケアによって確立されたプロトコルに従って、12時間明/暗サイクル（午前7時点灯）でと委員会を使用してください。 最初の試験が始まる前に住宅の部屋から防音室に少なくとも30分間マウスを含むすべてのケージを転送します。 すべての実験は、常に同じ時間帯（例えば、9:00〜午後6:00午前）の間に実行する必要があります。テスト中にPEタスクのパフォーマンスの日の時間の潜在的な影響があるかもしれないので、riod、それぞれの遺伝子型や実験条件の被験者は、フォークリフト、順番にテストする必要があります。 3。食事制限実験の初めまで、マウスに標準的なペレット餌と水に自由にアクセスすることができます。 プレトレーニングセッション1週間前から、毎日のマウスの重さと実験を通してそれらの自由摂食、体重の80％〜85％を維持するために標準のペレット餌で彼らを養う。 事前に研修を開始するまでは、ショ糖ペレットに慣らすために彼らのホームケージで標準のペレット餌に加えてマウスごとに8つのスクロースのペレットを毎日提供しています。 4。装置と事前訓練への馴化場所の装置の6区画の各々の中心にマウス当たりIXショ糖ペレット、預金1ペレットフードディスペンサーの各トレイに。 装置内にケージ内のすべてのマウスを置き、それらを自由に30分間開いているすべてのドアと装置を探索することができます。 馴化後1日から、マウスは毎日、事前研修を受けています。すべてのドアが閉じられ、ペレットは、エリアA1に食品トレー、場所をマウスで堆積しています。マウスがペレットまたは5分経過を消費する場合、領域A2にマウスを転送して、再度、事前トレーニングを開始します。そのようなトレーニングは1日5回繰り返し、マウスは、ペレットの80％以上を消費するまで継続されています。 事前に研修が完了した後、マウスを強制的に交替タスクまたは左右弁別課題のいずれかに供される。 5。強制的に交替作業強制的に交代タスクでは、各試験では、強制的に選択実行次式で構成されています自由選択の実行によってlowed。 タスクの開始のためのアプリケーションプログラム（画像TM）を実行して、スタートボックス（面積S1）にマウスを置きます。 スタートボタンをクリックして、強制選択の実行が開始されます。この実行では、スタートボックス（ドアS2）の、エリアA1（ドアA1）または領域A2（ドアA2）のいずれかの扉が開かれ、ショ糖ペレットを自動的に開いているドアと地域の食品トレイに配信されます。マウスが領域を入力すると、ペレットを消費することが許可されます。マウスがペレットを食べたとき、マウスが現在とどまるアーム（ドアP1またはP2のいずれか）の食品トレイの近くに扉が開かれます。その後、マウスは開始ボックスに隣接するドアを（S1またはS3のいずれか）に近づくとドアP1またはP2のいずれかが閉じられ、ドアS1（またはS3）マウスは開始ボックスに戻りますことができるように開かれます。マウスは30秒以内にペレットを食べて失敗した場合、応答は "省略エラー"として記録されます。その後、ペレットを自動的に食品トレイとtから削除されます彼マウスが滞在しているアーム（P1またはP2のいずれか）の扉が開かれ、その後、マウスは開始ボックスに戻ることができます。 強制選択実行するには、次の、自由選択の実行が自動的に開始されます。 s2のドアとドアA1とA2の両方が開かれます。マウスは両腕の間で選択することが許可されています。マウスは、それが強制選択実行で選択を余儀なくされている反対側の腕を入力すると、その応答は "正しい"と見なされ、マウスはスクロースペレットを受信します。マウスは30秒以内にペレットを食べて失敗した場合、応答は "省略エラー"として記録され、ペレットは自動的に食品トレイから削除されます。それが強制選択タスクに訪れたように、マウスは、同じ腕に行く場合は、マウスがペナルティ（ "エラー"応答）として10秒間領域内に閉じ込められている。次に、P1（またはS1）とp2（またはS3）の扉が開かれ、マウスは開始ボックスに戻ることができます。 マウスは、セッションごとに10回連続して試験に供される日（カットオフ時間、50分）。コントロールマウスは、セッションでは80％正しい応答のグループの平均値に到達するために毎日の訓練を受けています。正しい応答のグループの平均は、各グループのセッションで各マウスの％正しい応答を平均化することによって計算されます。 30 – 10 – 、 – 基準に訓練されている制御および/または実験用マウスした後、更に3を挿入することによって、遅延交替作業でマウスをテストすることができ、または60秒の強制選択と自由選択間の遅延実行されます。 各セッションの後、自分のホームケージにマウスを返すと、嗅覚に基づいて、バイアスを防ぐために、スーパー次亜水（pH 6-7）で装置を清掃してください。 6。左右弁別課題左右弁別課題では、各マウスは、10または20の試験の実行を自由に選択が与えられています。スクロースペレットは、常に、すなわち武器の一つ、目標アームの食品トレイに配信されます。マウスは、目標アームを入力することを学ぶ必要があります。目標の場所アームは試験およびセッション間で不変であり、制御、実験用マウス渡って相殺されています。 タスクの開始のためのアプリケーションプログラム（画像TM）を実行して、スタートボックス（面積S1）にマウスを置きます。 スタートボタンをクリックして、自由選択の実行が開始されます。この実行では、s2のドアとドアのA1とA2の両方が開かれ、ペレットディスペンサは、自動的に目標アームの食品トレイにペレットを提供しています。マウスを自由に左右の腕の間で選択を許可されています。マウスがゴールのアームに入ると、それは正しい応答と見なされます。マウスがペレットまたは30秒経過、ドアP1（またはP2）を食べる場合に開かれます。マウスが領域P1（またはP2）を通過することによって開始ボックスに近づくと、ドアのS1（またはS3）マウスは開始ボックスに戻すことができるように開かれます。 マウスは、通常、一日あたりのセッションで10から20の連続した​​試験（カットオフ時間、50分）に供される。コントロールマウスは80％CORRのグループの平均値に到達するために毎日の訓練を受けていますセッション内のECTの応答。正しい応答のグループの平均は、各グループのセッションで各マウスの％正しい応答を平均化することによって計算されます。 マウスが基準に達した後は、（すなわち、反転、セッションの間に数週間の遅延を挿入することにより、保持メモリと再学習を評価するために、または反対に報酬を置くことによって、行動の柔軟性を評価するために、どちらのマウスに、以前unbaitedアームを追加セッションを与えることができます必要に応じて）、学習。 各セッションの後、自分のホームケージにマウスを返すと、嗅覚に基づいて、バイアスを防ぐために、スーパー次亜水（pH 6-7）で装置を清掃してください。 7。画像解析 T-迷路装置内の動作は、コンピュータに接続され、イメージをTIFF形式で保存されているビデオカメラによって記録されます。行動データ（画像TM）を取得し、分析するために使用されるアプリケーションは、パブリックドメインの画像Jプログラム（によって開発されたに基づいていますウェイン国立精神衛生研究所のRasbandとで利用可能なhttp://rsb.info.nih.gov/ij/剛宮川（オハラ·アンド·カンパニー、東京、日本経由で入手可能）によって変更された）。 画像TMプログラムが自動的にセッションを完了するには、正しい応答の割合のためのテキストフ​​ァイル、待ち時間（秒）を生成し、距離がセッション中に移動し、セッションで脱落エラーの数。また、マウス、生の位置データと、各ランで生応答データ（正しい、不作為、またはエラー）のトレース画像が生成され、保存されます。 8。統計分析双方向（実験条件（例えば、遺伝子型）Xセッションまたは実験条件×遅延）分散の反復測定分析により、それぞれの行動データを分析します。 9。代表的な結果 MA – α-CaMKIIの+ /によるT-迷路のパフォーマンスの例ルマウスとその野生型の対照同腹子（C57BL/6J背景）（11月18日週齢、nは強制的に交替するためのグループごとに= 10または左右弁別課題）は、図2-4に示されています。 α-CaMKIIのため、+ / -マウスはケージメイト2,3に向かって攻撃の高いレベルを示し、両方の変異株と対照マウスは、単独離乳後（22.7×32.3×12.7 cm）のプラスチックケージに収容した。実験は、藤田保健衛生大学の動物実験及び利用委員会により承認されました。 強制的に交代タスクでは、対照マウスはますます正しい選択を行う方法を学習します、通常約1〜2週間（図2A）の平均80パーセント正しい応答の基準に達することができます。と短い待ち時間（遺伝子型：F（1,18）= 8.88： – 対照マウスに比べて、α-CaMKIIの+ /マウスは有意に低い正答率（F（1,18）= 29.04、P <0.0001ジェノタイプ）を示したは、p = 0.008、ジェノタイプXセッション：F（9162）= 2.24、P = 0.0218）と短いdを旅してistance（遺伝子型：F（1,18）= 8.67、P = 0.0086、ジェノタイプXセッション：F（9162）= 3.19、P = 0.0014）は、コントロールマウス（図2A、A、B、およびC）を超える。遺伝子型の有意な効果が脱落エラー（図2D）に見つかりませんでした。 、DELAY F（1,18）= 38.781、P <0.0001 – また、遅延交替タスクで、α-CaMKIIの+ /の正しい選択の割合マウスは、任意の遅延時間（遺伝子型では野生型マウスより有意に低かった：F（3,54）= 8.074、P = 0.0002、ジェノタイプX DELAY：F（3,54）= 0.223、P = 0.88;図3）。これらの結果は、変異体は変異マウスではα-CaMKIIの欠乏はワーキングメモリの赤字を誘導することが示唆され、より高速なコントロールよりもタスクを実行することができるが、マウスを制御するために比較して障害のあるパフォーマンスを表示していることを示します。 左右弁別課題では、α-CaMKIIの+ /の正しい選択の割合 – 変異体は徐々に、セッションをまたいでコントロールマウス（図4A）に似て増加した。また、1ヶ月の遅延がセッションの間に挿入されたとき、変異体およびコントロールマウスとの間の正しいパーセントに有意差は認められなかった。強制的に交替作業のように、α-CaMKIIの+ / – 変異体は、セッションを完了するために大幅に短縮待ち時間を示した（遺伝子型：F（1,18）= 12.12、P = 0.0027）と距離が短い（遺伝子型セッション中に装置内に移動し：F（1,18）= 25.08、P <0.0001;ジェノタイプXセッション：トレーニングセッションの向こう側にコントロールマウス（図4BとC）よりF（15270）= 2.83、P = 0.0004）。これらのデータは、このタスクによって評価されるようにα-CaMKIIの欠損量が基準メモリに影響を与えないことを示しています。 P = 0.0039 F（1,18）= 10.92;ジェノタイプXセッション： – 逆転学習セッションでは、しかし、α-CaMKIIの+ /変異体が有意に低い正答率（遺伝子型を示したF（5,90）= 5.54、P = 0.0002、図4A）、さらに脱落エラー（遺伝子型：F（1,18）であった= 17.12、P = 0.0006、コントロールマウスよりも図4Dを参照）。変異マウスの行動の柔軟性が低下している – これらの知見は、α-CaMKIIの+ /することが示唆された。 <Pクラス= "jove_content"> 図1：強制的に交代し、左右弁別課題のために（A）T-迷路装置。図は、高尾ら （2008）から引用されています。 （B）画像は、装置の上に取り付けられたCCDカメラで撮影されました。 T-迷路は、スライドドアの6領域（A1、A2、S1、S2、P1、P2）（S1、S2、S3、A1、A2、P1、P2）にオフに分割されています。防音室の装置と超迷路の合図（C）の構成と方向。二つの装置が同じ防音室の壁の方向と、そのような部屋のドアなどのオブジェクト、天井の蛍光灯、部屋の壁、CCD装置のカメラ、およびラックのマウスを収容するために直面​​して配置されているケージは、設定されています。 図2：T-迷路交替作業を余儀なくされた。マウスはsessioあたり10毎日の試験を受けN。 （A）正答率、（B）レイテンシは（秒）、（C）距離（cm）を旅し、（D）省略エラーの数が2つのセッションの各ブロックの標準誤差を持つ手段として表され、だったのデー​​タ双方向の反復測定ANOVAにより分析した。 α-CaMKIIの+ / – マウスは、正しい応答の割合が低い（P <0.0001）と短い待ち時間（P = 0.008）を示し、セッションをまたいでコントロールマウスよりも短い距離た（p = 0.0086）を旅した。 図3。T-迷路3の遅延、10、30、と60秒で交互に作業を余儀なくされた。約24時間の最後のトレーニングセッションの後、マウスは5つのディレイ·セッションを行った。各遅延の正答率は、標準的なエラーが発生した手段として表され、双方向の反復測定ANOVAにより分析した。 α-CaMKIIの+ / – マウスで任意の遅延では対照マウスより正確な応答の低い割合を示した時間（p <0.0001）であった。 図4 T-迷路左右弁別課題。マウスは、セッションで毎日10または20の試験を受けた。のデータ（A）正答率、（B）の待ち時間（秒）、（C）距離（cm）を旅し、（D）脱落誤りの数は20試行のブロックごとに標準誤差の手段として表され、双方向の反復測定ANOVAにより分析した。変異体と制御 – マウス初期研修および再学習セッションの間に1ヶ月の最後のトレーニングセッションの後、正答率が有意にα-CaMKIIの+ /の間に差は認められなかった。変異マウスは、しかし、た（p = 0.0039）逆転学習セッションの間、対照マウスより正確な応答の有意に低い割合を示した。