Modifiye Delik Kurulu - Fareler ve Sıçanlarda Davranışı, Biliş ve Sosyal Etkileşim Ölçme
Summary
This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.
Abstract
Bu protokol, geleneksel bir delik kurulu açık alandan özelliklerini bir araya getiren ve küçük laboratuar memelileri (örneğin, fare, sıçan, ağaç shrews ve küçük primatlarda) 'de koşulsuz davranış çeşitli boyutları ölçmek için tasarlanmıştır değiştirilmiş delik kartını (MHB) tarif etmektedir. Bir hayvanın davranışsal profilinin geniş bir davranış spektrumu tek test incelenebilir çünkü bu paradigma, bir davranış test bataryası kullanımı için değerli bir alternatif.
Cihaz, bir grup bölmesinden ayrılan 'korumalı' alanı, temsil, bir kutudan ibarettir. Küçük silindirler üç hatlarında sendeleyerek edildiği bir kurul, set-up 'korumasız' alanı temsil eden, kutunun merkezine yerleştirilir. Hayvanların bilişsel yetenekleri gemide bazı silindirlerin yem ve çalışma ve referans bellek ölçerek ölçülebilir. Örneğin faaliyete gibi diğer koşulsuz davranışy-related-, anksiyete-related- ve sosyal davranış, bu paradigma kullanılarak görülebilir. Davranış esneklik ve yeni bir ortama alışmakta yeteneği ayrıca, MHB birden çalışmalarda hayvanların tabi hayvanların uyum kapasitesi hakkında fikir ortaya çıkararak görülebilir.
Bir davranış testi bataryanın olarak sipariş etkilerinin test dolayı, saf hayvanlar her bir deney için kullanılmalıdır. Tek bir paradigma birden davranış boyutları test edilmesi ve böylece, bu sorunu engellemeyi olarak, kullanılan deneysel hayvan sayısı azalır. Hayvanlar mahrum test sırasında ve gıda gerek kalmadan sosyal izolasyon kaçınarak Ayrıca, MHB stres varsa, çok düşük miktarda teşvik, bir davranış test sistemi temsil etmektedir.
Introduction
modifiye edilmiş delik kartı (MHB) temel olarak fareler ve sıçanlar 1, koşulsuz davranış çeşitli boyutları değerlendirmek için kullanılır. Yaygın olarak kullanılan testlerin bir dizi tamamen davranışsal boyutta tüm fenotip kapsamaz tek bir davranış parametre ölçmek. MHB kemirgenler sadece zengin bir test ortamında 2 onların zengin davranış repertuarı göstermek ve böylece karmaşık etolojik gözlemler için veriyor olabilir kavramına dayanmaktadır geliştirilmiştir.
set-up (yani, hayvan sayısı 1,3,4 kullanılan azaltılması engellemeyi bir test bataryası dezavantajlarını ortadan kaldıran bir tek kompleks paradigma sonuçlanan, geleneksel delik kurulu ve açık alan testi özelliklerini içerir Test amacıyla 5, ve zaman-etki ve maliyetleri 6) azaltılması olası etkileri. En davranış testleri (örneğin, Hånell & Marklund, 2014) aksine 7 </ Sup>, MHB bir avantaj hayvanlar görevi çözmek için motivasyonu artırmak amacıyla yoksun gıda olması gerek kalmamasıdır. Ayrıca, sosyal izolasyon, görsel, işitsel ve koku temas 8,9 için izin şeffaf delikli bölüm test bölmesinden ayrılan (group-) bölme deneysel hayvan grup arkadaşları koyarak test sırasında atlatılabilir.
MHB (farmakolojik) hem fareler ve sıçanlar 1,6 valide edilmiştir. Davranışları geniş bir yelpazede gibi kaçınma davranışı, risk değerlendirmesi, uyarılma, keşif, lokomotor aktivite, alışkanlık, toplumsal yakınlık ve biliş 2,8-10 gibi, ölçülebilir. Buna ek olarak, MHB bir besin alma inhibisyonu testi, hem de yeni nesne tanıma testi 10,11 ile kombine edilebilir. Son olarak, MHB de baskın bir bireysel yerleştirirken sosyal mağlup hayvanların test edilmesi ile toplumsal baskı deneyleri gerçekleştirmek için kullanılabilirgrup bölmesi 12,13. Fareler ve sıçanlar için bu protokol MHB birden uygulamaların bir bakış verecektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
MHB paradigma koşulsuz davranış çeşitli boyutları ölçmek için kullanılabilir. protokol biraz deney amacına bağlı olarak değiştirilebilir. Bu protokolde ayarları, süreleri ve ölçümler genellikle bizim laboratuvarda kullanılan tartışmak. Bununla birlikte, düzeneğin ölçümleri için ufak sapmalar geçmişte kullanılmıştır ve ek olarak silindir miktarı 3 değişebilir. Bilişsel deneme başarılı ya da test süresini uzatma tamamlanmış gibi hayvanların son derece endişeli veya fiziksel engelli iseniz kısa sürede testi biten, yani sık sık çalışmalar deneme başına 5 dakika bir test süresi istihdam, ancak diğer test süreleri de uygun olabilir. test günün saati kemirgenler gece hayvanlar ve erken karanlık fazda en aktif olduğundan kırmızı ışık koşulu altında olduğu seçildi. Roedel ve ark. (2006) davranışsal ve bilişsel performans açık veya koyu faz test etkilerini gösterirMHB 16 DBA farelerde. Diğer çalışmalar, beyaz ışık koşulları altında 1,6 MHB deneyler icra edilmiştir, ancak, bu, beyaz ışık koşulları altında test davranış inhibisyonu ve (dba farelerde gösterildiği gibi) kognitif bozulma 16 uyarabilir not edilmelidir.
Tablo 1 ve 2 davranışsal parametreler büyük miktarda ölçülecek içerir. Veri analizi sırasında bu değil, aynı motivasyon sisteminin diğer parametreleri (bu durumda 'Kaçınma' de), örneğin 'ilk giriş kartına gecikme' önemli bir artış gösteren bazı parametrelere yol açabilir. Bazı durumlarda, bu kesin sonuçlara yol açabilir. Guilloux ve ark. (2011), farelerde 24 davranışsal fenotiplen entegre davranışsal z-puanları tanıttı. Entegre davranışsal z-skorları kullanımı ile birden fazla parametre, belirli bir motivatio açıklayan bir tek z-skoru kombine edilebilirnal sistem. sonraki z-skorları kendi sırayla davranış test ve deneyler arasında karşılaştırıldığında daha kolay olabilir.
Bu paradigmanın anlatılan özelliklerin yanında, daha derin bir kullanım Salomons ve arkadaşlarının çalışmasında ortaya çıktı. (2012). MHB iki fare suşları (Balc / CJ ve 129P3 / J) olarak yenilik alışma, 129P3 / J fareler 4 bir adaptif olmayan davranış profilini gösteren davranışsal esneklik fark sergileyen, karşılaştırıldı muhtemelen uyum kapasitelerini engelli ve yansıtma Hatta patolojik anksiyete.
Sonuç, MHB, tek bir deneyde birden davranışsal boyutları ölçümünü sağlar. Yani geleneksel delik kurulu ve açık alan testi, koşulsuz davranış, sosyal etkileşim, biliş ve adaptif kapasiteleri, gelen özellikleri birleştirerek, refah incelenebilir. Örneğin Bu test pharmacological- nedeniyle davranış değişiklikleri değerlendirmek için kullanılan ve / veyagenetik manipülasyonlar, seçici üreme ve adaptif kapasiteleri. Klasik bir test pillere kıyasla, ihtiyaç duyulan hayvan sayısı, açık bir şekilde azaltılır ve test sırasında hayvanların yaşadığı stresi son derece düşüktür.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the work of Annemarie Baars and José Lozeman-van ‘t Klooster in performing, assisting and teaching experiments using the mHB set-up.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Standard mHB apparatus | N/A | N/A | The standard mHB apparatus consists of a grey PVC experimental box (100x50x50 cm) separated from a group compartment (50x50x50 cm) by a transparent, perforated partition. If the presence of group mates is unwanted or if individually housed animals are tested, the transparent partition is replaced by a partition made of grey PVC. The board (60x20x0.5 cm; made of grey PVC) is placed in the middle of the box and can contain 20 cylinders (ᴓ 1.5 cm) staggered in two lines or 23 cylinders (ᴓ 3 cm) staggered in three lines positioned on the board. The area around the board is divided by black lines into 10 rectangles (20×15 cm) and 2 squares (20×20 cm). |
| Cognitive mHB apparatus | N/A | N/A | The box for cognitive testing is 50×50 cm by inserting a partition made of grey PVC in the standard mHB. A smaller board (35x22x1 cm) with 10 cylinders is placed in the middle of the box. All cylinders are scented with a flavor animals are attracted to (e.g. vanilla) and all are baited with a reward (e.g. a piece of almond) beneath a grid so the animals cannot remove it. Cylinders (often three) are cued with a colored ring (contrasting with the grey PVC) and are baited with a removable reward (e.g. 0.05 g piece of almond). |
| Vanilla flavor | N/A | N/A | Vanilla flavor dissolved in water (0.02%) |
| Camera | N/A | N/A | Camera that generates sufficient quality output to rescore the behavior from video. |
| Stage light | N/A | N/A | A theather light that allows to adjust the light intensity and the dimensions of the surface that is lit. |
| Behavioral scoring software | N/A | N/A | Behavioral scoring software. |
References
- Ohl, F., Holsboer, F., Landgraf, R. The modified hole board as a differential screen for behavior in rodents. Behav. Res. Methods Instrum. Comput. 33 (3), 392-397 (2001).
- Ohl, F., Holsboer, F., Ströhle, A. . Anxiety and Anxiolytic Drugs. 169, 35-69 (2005).
- Staay, F. J., Gieling, E. T., Pinzon, N. E., Nordquist, R. E., Ohl, F. The appetitively motivated ‘cognitive’ holeboard: A family of complex spatial discrimination tasks for assessing learning and memory. Neurosci. Biobehav. Rev. 36 (1), 379-403 (2012).
- Salomons, A. R., van Luijk, J. A., Reinders, N. R., Kirchhoff, S., Arndt, S. S., Ohl, F. Identifying emotional adaptation: Behavioural habituation to novelty and immediate early gene expression in two inbred mouse strains. Genes Brain Behav. 9 (1), 1-10 (2010).
- McIlwain, K. L., Merriweather, M. Y., Yuva-Paylor, L. A., Paylor, R. The use of behavioral test batteries: Effects of training history. Physiol. Behav. 73 (5), 705-717 (2001).
- Ohl, F., Sillaber, I., Binder, E., Keck, M. E., Holsboer, F. Differential analysis of behavior and diazepam-induced alterations in C57BL/6N and BALB/c mice using the modified hole board test. J. Psychiatr. Res. 35 (3), 147-154 (2001).
- Hanell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Front Behav Neurosci. 8 (252), (2014).
- Laarakker, M. C., van Lith, H. A., Ohl, F. Behavioral characterization of A/J and C57BL/6J mice using a multidimensional test: Association between blood plasma and brain magnesium-ion concentration with anxiety. Physiol. Behav. 102 (2), 205-219 (2011).
- Kooij, M. A., Ohl, F., Arndt, S. S., Kavelaars, A., van Bel, F., Heijnen, C. J. Mild neonatal hypoxia-ischemia induces long-term motor- and cognitive impairments in mice. Brain. Behav. Immun. 24 (5), 850-856 (2010).
- Boleij, H., Salomons, A. R., van Sprundel, M., Arndt, S. S., Ohl, F. Not all mice are equal: Welfare implications of behavioural habituation profiles in four 129 mouse substrains. PLoS One. 7 (8), e42544 (2012).
- Enard, W., et al. A humanized version of Foxp2 affects cortico-basal ganglia circuits in mice. Cell. 137 (5), 961-971 (2009).
- Bartolomucci, A., Fuchs, E., Koolhaas, J. M., Ohl, F., Gould, T. D. Acute and chronic social defeat: Stress protocols and behavioral testing. Mood and anxiety related phenotypes in mice. 42, 261-275 (2010).
- Erhardt, A., et al. Consequences of chronic social stress on behaviour and vasopressin gene expression in the PVN of DBA/2OlaHsd mice-influence of treatment with the CRHR1-antagonist R121919/NBI 30775. J. Psychopharmacol. 23 (1), 31-39 (2009).
- Salomons, A. R., Kortleve, T., Reinders, N. R., Kirchhoff, S., Arndt, S. S., Ohl, F. Susceptibility of a potential animal model for pathological anxiety to chronic mild stress. Behav. Brain Res. 209 (2), 241-248 (2010).
- Kooij, M. A., et al. NF-κB inhibition after neonatal cerebral hypoxia–ischemia improves long-term motor and cognitive outcome in rats. Neurobiol. Dis. 38 (2), 266-272 (2010).
- Roedel, A., Storch, C., Holsboer, F., Ohl, F. Effects of light or dark phase testing on behavioural and cognitive performance in DBA mice. Lab. Anim. 40 (4), 371-381 (2006).
- Arndt, S. S., et al. Individual housing of mice–impact on behaviour and stress responses. Physiol. Behav. 97 (3-4), 385-393 (2009).
- Salomons, A. R., Arndt, S. S., Lavrijsen, M., Kirchhoff, S., Ohl, F. Expression of CRFR1 and Glu5R mRNA in different brain areas following repeated testing in mice that differ in habituation behaviour. Behav. Brain Res. 246, 1-9 (2013).
- Henry, B. L., Minassian, A., Young, J. W., Paulus, M. P., Geyer, M. A., Perry, W. Cross-species assessments of motor and exploratory behavior related to bipolar disorder. Neurosci. Biobehav. Rev. 34 (8), 1296-1306 (2010).
- Chesler, E. J., Wilson, S. G., Lariviere, W. R., Rodriguez-Zas, S. L., Mogil, J. S. Identification and ranking of genetic and laboratory environment factors influencing a behavioral trait, thermal nociception, via computational analysis of a large data archive. Neurosci. Biobehav. Rev. 26 (8), 907-923 (2002).
- Ohl, F., Roedel, A., Binder, E., Holsboer, F. Impact of high and low anxiety on cognitive performance in a modified hole board test in C57BL/6 and DBA/2 mice. Eur. J. Neurosci. 17 (1), 128-136 (2003).
- Gordan, M. L., Jungwirth, B., Ohl, F., Kellermann, K., Kochs, E. F., Blobner, M. Evaluation of neurobehavioral deficits following different severities of cerebral ischemia in rats: A comparison between the modified hole board test and the morris water maze test. Behav. Brain Res. 235 (1), 7-20 (2012).
- Salomons, A. R., Arndt, S. S., Ohl, F. Impact of anxiety profiles on cognitive performance in BALB/c and 129P2 mice. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 12 (4), 794-803 (2012).
- Guilloux, J., Seney, M., Edgar, N., Sibille, E. Integrated behavioral z-scoring increases the sensitivity and reliability of behavioral phenotyping in mice: Relevance to emotionality and sex. J. Neurosci. Methods. 197 (1), 21-31 (2011).
- . . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2010).
