Beurteilung der räumlichen Gedächtnisstörung in einem Mausmodell der traumatischen Gehirnverletzung unter Verwendung eines Radialwasserlaufstreifens

Gedächtnisstörungen gehören zu den häufigsten Symptomen, die von Patienten nach traumatischen Hirnverletzungen (TBI) ^{1 , 2 berichtet wurden} . Eine genaue Identifizierung und Bewertung von analogen Speicherdefiziten in Tiermodellen von TBI ist daher für unser Verständnis dieser Bedingung und ihrer Verwaltung unerlässlich. Hier stellen wir ein Protokoll vor, um räumliches Gedächtnis in einem Mausmodell von TBI unter Verwendung eines Radial Water Tread (RWT) Labyrinths zu testen. Dieses Gerät wurde bisher gezeigt, um kognitive Defizite in Mausmodellen von kontrollierten kortikalen Auswirkungen (CCI) -induzierten TBI ³ zu bewerten und stellt eine mögliche Alternative zu Ratten-validierten, schwimmen-basierten Tests der Kognition dar.

Die zunehmende Vielfalt und Verfügbarkeit von transgenen Mausmodellen hat zu einer jüngsten Zunahme der Verwendung von Mäusen gegenüber Ratten in der wissenschaftlichen Forschung geführt ⁴ . Trotz dieser Verschiebung verlassen sich die Forscher weiterhin auf VerhaltensweisenKognitive Aufgaben, die ursprünglich für die Rattengebrauch entworfen und validiert wurden. Die häufigsten Tests, die zur Beurteilung der Erkenntnis bei Mäusen, dem Morris Water Maze (MWM) und dem Barnes Circular Labyrinth verwendet wurden, wurden speziell entworfen, um auf instinktive Verhaltensweisen, die bei Ratten ^{5 , 6} gefunden wurden, zu profitieren. In Anbetracht der genetischen, neuroethologischen und kognitiven Unterschiede, die zwischen diesen beiden Arten ^{4 bestehen} , ist es nicht überraschend, dass Mäuse sich konsequent diesen Aufgaben unterziehen ^{7 , 8} .

Speziesabhängige Unterschiede in der Prüffähigkeit sind insbesondere bei schwimmenden kognitiven Tests wie dem MWM zu berücksichtigen. Während sowohl Ratten als auch Mäuse kompetente Schwimmer sind, haben Forscher mehrere Mausstämme identifiziert, die bemerkenswert schlecht auf schwimmenden kognitiven Aufgaben ^{9 , 10 ,} </Sup> ^{11 , 12 , 13} . Sogar bei Wildtyp-Tieren übertreffen Ratten in der Regel Mäuse ^{7 , 8} . Während dies als Spezies-spezifischer Unterschied im Raumgedächtnis interpretiert werden konnte, zeigten analoge Folgeuntersuchungen mit einem Trockenland-Labyrinth keine speziesabhängigen Unterschiede in der kognitiven Leistungsfähigkeit ⁸ . Eine Reihe von Faktoren, die nicht mit der Erkenntnis in Zusammenhang stehen, könnte für diesen Befund verantwortlich sein, einschließlich artenabhängiger Unterschiede in der Schwimmfähigkeit oder der Suchstrategie. In der Tat zeigen die Faktorenanalyse von mausspezifischen Suchstrategien im MWM, dass nicht-kognitive Faktoren (insbesondere Thigomotaxis und Passivität [ dh Floating]) eine bedeutendere Rolle bei der MWM-Leistung spielen können als das räumliche Lernen ¹⁴ .

Hier zeigen wir den Einsatz eines kognitiven Tests, der darauf abzielt,Stinktuales Verhalten von Mäusen, und die kein Schwimmen erfordert, um die räumliche Gedächtnisstörung in einem Mausmodell von CCI-induziertem TBI zu messen. Während das RWT-Labyrinth ( Abbildung 1 A-B ) als neuartiges Hybrid aus dem MWM- und Barnes-Kreis-Labyrinth konzipiert wurde, wurde es speziell entworfen, um das thigmotaktische Verhalten instinktiv für die Mäuse ^{15 , 16 zu nutzen} . Die Apparatur besteht aus einer galvanisierten Stahlwanne mit einem Durchmesser von 32 Zoll, in der sich neun gleichmäßig beabstandete Austrittslöcher gebohrt haben. Die Löcher sind 2-1 / 4 Zoll über dem Boden der Wanne zentriert und sind so bemessen, dass sie häufig vorhandene 1-1 / 2 Zoll ABS DWV SPG x SJ Fangadapter passen. Acht der Ausgänge sind von außen verschlossen und bis zu einer Tiefe von 1 Zoll mit Gummistopfen verblendet. Der Neunte ist durch ein 90 ° Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) -Ellbogen mit einer opaken Plastikbox verbunden, aus der die Maus nach dem Testen leicht entfernt werden kann. Im Laufe einesKurze Erfassungsperiode, wird die Maus trainiert, um die einzigartigen visuellen Cues zu verwenden, die das Labyrinth auskleiden, um diese Fluchtbox zu lokalisieren. Während des Testens wird das Labyrinth mit einem Zoll kaltes Wasser (12-14 ° C) gefüllt, das ausreichend aversiv genug ist, um die Flucht zu fördern, aber nicht tief genug, dass die Maus zum Schwimmen benötigt wird.

Das RWT-Labyrinth stellt eine kostengünstige, wartungsarme Alternative zum MWM dar und wurde erfolgreich bei alten und transgenen Mäusen ^{15 , 17 , 18 , 19} und CCI-induzierten Mausmodellen von TBI ^{3 eingesetzt} . Das hier skizzierte Protokoll stellt eine einfache und effektive Methode zur Messung der räumlichen Gedächtnisstörung dar, die keine Vorverletzungstraining erfordert und sich leicht an die Bedürfnisse eines Forschungslabors anpassen lässt.