Comportamiento Fenotipificación de modelos murinos de enfermedades con la Estación Integrada Comportamiento (InBest)

La detección de los efectos funcionales en animales depende en gran medida de la capacidad del investigador para limitar la variabilidad inherente a los estudios de comportamiento. Por lo tanto, es importante meticulosamente control y minimizar los posibles factores de confusión que pueden reducir la fiabilidad y reproducibilidad de los datos de comportamiento. Al mismo tiempo, es importante reconocer que ninguna prueba refleja un único dominio de la conducta, que el conocimiento de la función neurológica es obligatoria, y que el comportamiento es muy sensible a los factores de estrés externos. Si se aprecian los postulados anteriores, se puede concluir que el análisis del comportamiento integral debe incluir la evolución temporal de la respuesta medida, así como, involucrar a los rasgos y paradigmas que aprovechan los aspectos conductuales específicas funcionales básicos. Muchos de estos criterios pueden cumplirse mediante la evaluación informatizada de los movimientos y actos de comportamiento en un ambiente en el hogar-jaulas acondicionadas.

Hasta el momento, ha sido emphasized fenotipificación que la conducta de los modelos murinos de enfermedad justifica humanos Consideraciones adicionales. Esta idea se basa en la premisa de que la homeostasis funcional es desafiado por factores estresantes internos y externos durante la aparición de la enfermedad. Aunque todos los factores de confusión potenciales no pueden ser eliminados por la introducción de automatizado, el fenotipo casa-jaula, las cuestiones relativas a los ajustes inconsistentes ambientales, el estrés del transporte y la manipulación repetida se reducen al mínimo. Esto mejora significativamente la consistencia y precisión en todos los estudios; incluso pequeñas reducciones en la variabilidad puede mejorar la detección de los efectos inducidos por una enfermedad incipiente. De hecho, InBest proporciona una gran cantidad de información, que permite una evaluación más precisa de la aparición, la cinética, y la gravedad de los cambios de comportamiento, así como las relaciones importantes entre los diversos déficit de comportamiento inducida por la enfermedad. Fiable vídeo-seguimiento depende de dos condiciones de iluminación. En primer lugar, es necesaria la luz difusa en la sala de pruebas para prevenirartefactos de objetos cercanos que reflejan. En segundo lugar, el contraste de color alta se puede lograr mediante la elección de un color del piso apropiado para diferir de la de color sujetos tanto como sea posible. En nuestro laboratorio, esto se logra mediante el uso de inundación luces situadas debajo de las cajas y bandejas InBest suelo negro en el seguimiento de los ratones albino (fondo blanco o gris sería adecuado si las pruebas cepas pigmentadas). Con respecto al aspecto de grabación de eventos de InBest, la configuración de hardware actual (1 tarjeta de vídeo Piccolo con 4 entradas) limita 4 cajas para ser utilizados simultáneamente por PC. Esto es más bien un pequeño número de cajas, mientras que una más conveniente set-up requeriría 8 o incluso 16 jaulas, y por lo tanto 2 o 4 PCs, respectivamente. Preferiblemente, InBest puede usarse continuamente durante 24 horas como la casa-jaula. Esto permitiría que los animales se habitúan a plenamente al entorno y establecen, patrones de comportamiento circadiano estables, que pueden ser analizados de una manera imparcial. Para evitar la pérdida de datos de la computadora debido a un corte de energía, una energía continua Doplicar (o al menos una fuente de alimentación ininterrumpida) deben estar asegurados. Por último, para asegurar la correcta evaluación de la ingesta diaria de alimentos, debe tenerse en cuenta que el tamaño de gránulos de comida no debe exceder el tamaño de los agujeros en el dispensador de comida (el tamaño recomendado de una sola bola de comida es 20 mg).

No se debe pasarse por alto, sin embargo, que este análisis debe incorporar también la forma en diferentes medidas InBest pueden interactuar entre sí. Por ejemplo, los ratones que pasan más tiempo en la rueda para correr son propensos a ingerir mayores cantidades de alimentos y agua para satisfacer sus crecientes demandas calóricas. De manera similar, los ratones que ingieren más solución de sacarosa pueden disminuir la ingesta de alimentos. La interpretación de estos resultados puede además ser complicado por la mejora general del rendimiento en el tiempo, sobre todo en lo que respecta a la actividad de ingestión rueda comportamiento y funcionamiento. Dadas sus incentivos-propiedades, los experimentadores pueden también considerar que limita el acceso a la solución de sacarosa ytque se ejecuta la rueda para contrarrestar la probabilidad de efectos post-ingestivas y pérdida excesiva de peso, respectivamente. Sin embargo, estas preocupaciones pueden ser más relevantes en algunas cepas que otros debido a que diferentes cepas de ratones tienen perfiles de comportamiento diferentes. Aunque funciona tanto basal y controles de evaluación experimentales para muchos de los aspectos mencionados anteriormente, los experimentadores tienen que reconocer que estas variables deben tenerse en cuenta al interpretar los datos InBest. Al mismo tiempo, algunos aspectos de la conducta no pueden ser estudiados en el entorno familiar de jaula, y necesitan de una combinación con las pruebas estándar para completar el perfil de comportamiento de los sujetos.

Monitoreo electrónico en un plazo estándar, pero los entornos flexibles parece ser el siguiente paso lógico en el análisis del comportamiento contemporáneo. Este enfoque no invasivo, etológico-permitirá a los investigadores observar el repertorio completo de las respuestas de comportamiento durante un período prolongado de tiempo. Laoretically, esto se puede lograr mediante el estudio de comportamiento en un "virtual", ambiente enriquecido que se asemeja a un hábitat natural. Varios grupos de investigación han descrito las herramientas de seguimiento basados ​​en la visión que apoyan el fenotipo conductual de los ratones en su casa ^22-25-jaula, en díadas ^{26, 27,} o en el contexto de los grandes grupos sociales ^28. De alta precisión y resolución espacial se puede lograr mediante la integración de vídeo de seguimiento con la tecnología de microchip para la recogida simultánea y sincronizada de los datos de comportamiento en un grupo de ratones ^28. Cámaras termográficas capaz de detectar las firmas de calor se pueden combinar con microchips o transpondedores implantables para proporcionar la ubicación relativa y las funciones fisiológicas básicas de cada ratón (por ejemplo, la temperatura del cuerpo, corazón / tasa de respiración). Además, un sistema de seguimiento 3D avanzada produciría un reconocimiento más preciso y cuantitativa de los actos de comportamiento. Con el fin de ejecutar repetidamente una variso- de pruebas, un sistema de este tipo debe ser automatizado, controlado de forma remota, y modular. Por ejemplo, la memoria espacial puede estudiarse en entornos más grandes mediante la programación de la aparición de señales distales en las paredes de LCD, o mediante la presentación / ocultar dispensadores de comida sabrosa de fondos móviles. De una manera similar, nuevos objetos podrían ser presentados / escondido en momentos específicos durante todo el estudio. Tal fenotipificación computarizada puede ayudar en el esclarecimiento de los determinantes genéticos de la conducta, los mecanismos patogénicos modelos de enfermedades subyacentes, y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Si se llega a un consenso con respecto a las condiciones de las pruebas, de los ensayos, así como el hardware y el software utilizado, se puede esperar que la normalización esperada sería mejorar la reproducibilidad de los estudios de comportamiento y elevar la psicometría experimentales a un nuevo nivel.