Analysant l’apprentissage Spatial et comportement Prosocial chez la souris à l’aide de la Maze de Barnes et paradigmes de la demoiselle en détresse

Ce protocole vise à mesurer l’apprentissage spatial et la mémoire chez les souris en utilisant le labyrinthe Barnes ainsi que la sensibilité sociale et la locomotion en utilisant le paradigme de la demoiselle en détresse. Couramment utilisé des tests d’apprentissage et la mémoire spatiales pour rongeurs incluent le labyrinthe de bras radial, qui mesure la capacité de la souris pour trouver de la nourriture cachée dans un des bras d’un appareil à rayons multiples, et le labyrinthe d’eau Morris, qui met une souris dans une grande cuve ou flaque d’eau et évalue le temps nécessaire pour trouver une plate-forme cachée sous l’eau. En règle générale, la formation pour ces paradigmes s’étend sur multiples essais et permet la mesure des deux taux d’acquisition et de rétention grâce à court terme et des essais de mémoire à long terme de l’apprentissage.

Bien que le labyrinthe radial-bras et le labyrinthe aquatique Morris sont des moyens fiables pour tester la mémoire chez les rongeurs, elles présentent des complications pour certains chercheurs. Les deux labyrinthes utilisent privation ou forts stimulus aversif comme renfort¹. Le labyrinthe de bras radial utilise la privation de nourriture pour s’assurer que les rongeurs sont bien motivés pour trouver une récompense alimentaire. Dans le labyrinthe de l’eau de Morris, les effets du stress induit par une nage forcée peuvent modifier les résultats dans la souris².

Le labyrinthe de Barnes est une tâche de la conscience spatiale alternative qui nécessite des rongeurs apprendre la position d’un trou afin d’échapper à la surface du labyrinthe lumineux et ouverts³. Faible stimulation aversive (lumineux ou sonore) est ensuite appliquée pour augmenter la probabilité que les souris seront échappera de la plate-forme. Le labyrinthe de Barnes n’exige pas la privation de nourriture, donc la quantité de préparation animaux est moindre que dans le dédale de bras radial. Il peut être utilisé sans conflit par les chercheurs qui étudient les comportements ou les molécules associées à la manger, régulation hormonale ou voies hypothalamiques.

Le labyrinthe de Barnes a également des avantages sur le labyrinthe de l’eau de Morris. C’est moins stressant que le labyrinthe d’eau Morris, entraînant des concentrations moins élevées de corticostérone souris⁴. En outre, il est beaucoup plus simple à monter et nécessite un espace moins consacré pendant la procédure test et le stockage.

L’essai de la demoiselle en détresse est une simple expérience de deux parties qui peut évaluer l’activité locomotrice suivie de comportement prosocial. Le dosage de la demoiselle en détresse est conçu pour évaluer les comportements exploratoires et sensibilité sociale d’un rongeur male en réponse à un rongeur femelle piégé. Une méthode couramment utilisée pour évaluer la sociabilité (ainsi que la préférence pour la nouveauté sociale) est l’utilisation du test de sociabilité de trois compartiments de Crawley, qui évalue le libre choix d’une souris de passer du temps près ou loin des autres souris⁵.

Similaire au test de sociabilité de trois compartiments de Crawley, l’essai de demoiselle en détresse mesure également libre choix concernant la façon de passer du temps en présence d’une autre souris, mais il fournit également des mesures pour les aspects plus profondes du fonctionnement social : 1) dans le Demoiselle en détresse test, la souris femelle piégée se tient au centre d’un champ ouvert, donc aversion potentiels du mâle dans un champ est piquée contre son lecteur à explorer ou enquêter sur une femme en détresse conspécifique socialement. 2) le modèle de la demoiselle en détresse fournit également un moyen d’évaluer le comportement prosocial et empathique en réponse à la souris piégée, ce qui n’a pas été explorée fréquemment chez les souris.

L’empathie animale est certainement observables et mesurables, bien que pas beaucoup de paradigmes existent à cet effet. Par exemple, chez le rat, un compagnon de cage piégés peut induire un état de motivation prosocial, où les rats travailleront pour libérer l’animal pris au piège. En fait, des rats choisira aider l’animal pris au piège, même avant d’ouvrir un conteneur similaire contenant une collation au chocolat, puis accéder au chocolat et partagez-la avec le rat nouvellement libéré⁶.

Mesures de l’empathie chez les souris comportent généralement le fait d’infliger de la douleur ; en effet, les souris qui regardent les autres souris de douleur sont plus sensibles à la douleur se^7,8. Stress de contrainte est un phénomène caractérisé chez les rongeurs et s’accompagne de choc afin d’examiner les réactions de stress, comme une mesure de l’empathie chez les souris^9,10.

Il y a des considérations éthiques associées à la douleur induite ou choc, donc stress induisant des solutions de rechange sont nécessaires. Nous avons développé le paradigme de la demoiselle en détresse comme une mesure du comportement empathique en l’absence de douleur ou de traitement de choc. Les souris piégées dans notre protocole de demoiselle en détresse montrent des signes évidents de détresse après seulement quelques instants, comme on ne peut faire demi-tour dans le petit récipient, et pourtant ils sont sain et saufs, tout en offrant aux autres souris répondre à leur détresse.

Pour commencer l’évaluation de la demoiselle en détresse, une souris mâle est placée dans une grande arène roman contenant un petit cylindre central vide. Les comportements exploratoires sont enregistrées pendant plusieurs minutes, y compris combien de sections de l’arène est croisés et combien de temps est passé dans la zone centrale ouverte. Cette méthode fournit un moyen rapide et facile d’exclure déficits locomoteurs comme un facteur de confusion potentielle dans une situation d’apprentissage nécessitant un mouvement coordonné pour la réussite. Il fournit également une mesure élémentaire de combien l’aversion pour le plein champ centre est présente. Ces deux mesures pourraient influencer la performance de labyrinthe de Barnes.

Après l’exploration initiale, le mâle est retiré de l’arène et une souris femelle est placée dans un cylindre fermé, petit clair central (similaire à celle utilisée pour recueillir le sang des souris). Ensuite, la souris mâle originale est réintroduite dans l’arène et comportement exploratoire est à nouveau marqué. Le paradigme de la demoiselle en détresse évalue si une souris est intéressée par une interaction sociale basée sur les changements dans les comportements lorsqu’une femme piégée est présente (marqué par le temps consacré à la place du centre et le nombre d’épisodes de creuser) et si le la souris présente un comportement prosocial vers la femelle piégé (marqué par la quantité d’enquêtes de cylindre et événements contact avec la femelle piégée). Le dosage de la demoiselle en détresse peut être utilisé pour mesurer une propension à la nouveauté sociale (similaire au test de sociabilité de trois compartiments de Crawley) selon si les chercheurs piéger une souris familière ou roman.

Ensemble, le labyrinthe de Barnes et expériences de la demoiselle en détresse permettent l’évaluation exacte des souris capacités d’apprentissage et de la sensibilité sociale en l’absence de stimuli extrêmement stressants. Comme avec tous les tests comportementaux, ces expériences doivent être effectuées avec une grande sensibilité envers l’expérience animale, réduisant au minimum l’inconfort ressenti par l’animal.

Comme la plupart des labyrinthes, des différences dans l’activité locomotrice peuvent influencer la performance sur le labyrinthe de Barnes, donc les chercheurs devraient aussi évaluer l’activité locomotrice, surtout lorsque vous utilisez le labyrinthe Barnes pour évaluer l’apprentissage chez les souris porteuses de mutations qui peuvent altérer le mouvement (telles que ceux trouvés dans des modèles murins de la maladie de Huntington, ou ceux exposés à des toxines qui peuvent provoquer de l’hyperactivité ou retarder le mouvement, comme l’éthanol). En outre, labyrinthe et chambre les surfaces doivent être soigneusement nettoyés et literie changée entre chaque animal afin d’éviter le cue de parfum confond.

Ce qui est important, tous les matériaux peuvent être fabriqués sur place avec peu d’investissement financier et le faible encombrement physique de ces tests signifie que ces expériences peuvent être répliqués dans presque tous les milieux, ce qui permet une grande flexibilité. Ce type d’accessibilité permet de bonne science devant être célébré dans les petits établissements disposant de ressources limitées ou dans des situations où les données pilotes doivent percevoir rapidement en l’absence d’un soutien substantiel.