Method Article
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.
פרוטוקול זה מתאר את חור הלוח שונה (MHB), המשלב תכונות מחור לוח מסורתי ושדה פתוח ונועד למדוד את ממדים רבים של התנהגות מותנית ביונקים קטנים מעבדה (למשל, עכברים, חולדות, חדפי עצים וקופים קטנים). פרדיגמה זו היא חלופה רבת ערך לשימוש בסוללה מבחן התנהגות, שכן קשת רחבה של התנהגות פרופיל ההתנהגות של בעלי חיים יכולה להיחקר במבחן אחד ויחיד.
המנגנון מורכב של תיבה, המייצג את האזור 'המוגן', הופרד מתא קבוצה. לוח, שבו צילינדרים קטנים מעד בשלוש שורות, ממוקם במרכז התיבה, המייצג את האזור "לא מוגן" של הסט-אפ. היכולות הקוגניטיביות של בעלי החיים ניתן למדוד על ידי מתגרה כמה בלונים על הלוח ומדידת זיכרון העבודה והתייחסות. התנהגות הבלתי מותנית אחרת, כגון activity-related-, חרדה-related- והתנהגות חברתית, ניתן לצפות באמצעות פרדיגמה זו. גמישות התנהגותית והיכולת להרגיל לסביבת רומן בנוסף ניתן לצפות על ידי חשיפת בעלי החיים לניסויים רבים בMHB, חושפים תובנות יכולות הסתגלותם של בעלי החיים.
בשל בדיקת השפעות סדר בסוללת מבחן התנהגות, יש להשתמש בבעלי חיים תמימים לכל ניסוי בודד. על ידי בדיקת ממדי התנהגות מרובים בפרדיגמה אחת, ובכך לעקוף את הבעיה, את מספר בעלי החיים ניסוי נעשה שימוש מופחת. יתר על כן, על ידי הימנעות מהבידוד חברתי במהלך בדיקה וללא הצורך במזון לשלול בעלי החיים, MHB מייצג מערכת בדיקה התנהגותית, גרימה אם בכלל, כמות נמוכה מאוד של לחץ.
חור הלוח שונה (MHB) משמש כדי להעריך ממדים רבים של התנהגות הבלתי מותנית, בעיקר בעכברים וחולדות 1. מספר בדיקות בשימוש נרחב למדוד פרמטר התנהגות יחיד שאינו מכסה את כולו הפנוטיפ של ממד התנהגות לחלוטין. MHB פותח מבוסס על הרעיון כי מכרסמים יכולים להראות הרפרטואר ההתנהגותי שלהם העשיר רק בסביבת בדיקות עשירה 2 ובכך מאפשר לתצפיות האתולוגיה מורכבות.
ההגדרה כוללת את המאפיינים של חור הלוח המסורתי ובדיקת השדה הפתוחה, וכתוצאה מכך הפרדיגמה מורכבת אחת המתגברת על החסרונות של סוללה בדיקה (כלומר, בהפחתת מספרם של בעלי החיים המשמש 1,3,4, עקיפת השפעות אפשריות של סדר בדיקה 5, וצמצום זמן-השפעה ועלויות 6). 7 בניגוד לרוב בדיקות התנהגותיות (למשל, Hånell & Marklund, 2014) </ Sup>, יתרון של MHB הוא שבעלי חיים לא צריך להיות מקופח מזון כדי להגביר את המוטיבציה לפתור את המשימה. בנוסף, בידוד חברתי ניתן לעקוף במהלך בדיקה על ידי הצבת בני זוג קבוצה של בעלי החיים הניסיוניים בתא (קבוצות השאירים) מופרד מתא הבדיקה על ידי מחיצה מחוררת שקופה, המאפשרת למגע חזותי, שמיעתי וחוש ריח 8,9.
MHB כבר (פרמקולוגית) תוקף לשני העכברים וחולדות 1,6. מגוון רחב של התנהגויות ניתן למדוד, כגון הימנעות התנהגות, הערכת סיכונים, עוררות, חקר, פעילות של תנועה, התרגלות, זיקה חברתית והכרה 2,8-10. בנוסף, MHB יכול להיות משולב עם בדיקת צריכת מזון עיכוב, כמו גם מבחן זיהוי אובייקט רומן 10,11. לבסוף, MHB יכול לשמש גם כדי לבצע ניסויי לחץ חברתיים על ידי בדיקת בעלי חיים הביסו חברתי תוך שימת פרט דומיננטי בתא הקבוצה 12,13. פרוטוקול זה לעכברים וחולדות ייתן סקירה של היישומים המרובים של MHB.
הערה: הניסויים אושרו על ידי ועדת ניסויים בבעלי חיים של אוניברסיטת המרכז הרפואי אוטרכט ואוניברסיטת אוטרכט, הולנד. יתר על כן, הניסויים בבעלי החיים ואחרי העקרונות של טיפול בבעלי חיים במעבדה ומתייחסים להנחיות לטיפול והשימוש ביונקים במדעי מוח והתנהגות מחקר. 25
1. ניסיוני Set-up
הערה: מנגנון MHB הסטנדרטי מורכב מקופסה אפורה PVC ניסיוני (100 x 50 x 50 סנטימטרים) מופרדת מתא נוסף (50 x 50 סנטימטרים x 50) שבו ניתן להציב את חברי הקבוצה של בעלי החיים הניסיוניים במהלך תקופת הבדיקה על ידי מחיצה שקופה, מחוררת 1. אם הנוכחות של חברי קבוצה היא לא רצויה, או אם בעלי חיים שוכנו בנפרד נבדקים, להחליף את המחיצה השקופה על ידי מחיצה עשויה PVC האפור (איור 1;. ראה גם OHL et al (2001) 1). MHB (wiמדידות שונות th) המשמשות לבדיקות קוגניטיביות מתוארות בסעיף 5 לפרוטוקול.
2. Behavioral בדיקה - ללא הנוכחות של Mates הקבוצה
3. התנהגות בדיקה - בנוכחות הקבוצה Mates
עיכוב צריכת הכרה ומזון 4. אובייקט רומן
5. בדיקה קוגניטיבית
כמות הגדולה של פרמטרים הניתנות למדידה בMHB לעשות התקנה זו מתאימה במיוחד למדידת ממדים התנהגותיים רבים. דוגמא אחת היא זיהוי של הסתגלות התנהגותית לסביבת רומן של חשיפה חוזרת למבחן. . סלומונס et al (2010) חקר את ההתרגלות של שני זנים טהורים של עכברים (BALB / CJ ו129P3 / י) לMHB תחת שני תנאי תאורה שונים (אור אדום: ניגוד תיבה ולוח בין: 45 לוקס מול אור לבן: בניגוד התיבה ולוח בין: 115 לוקס (ראה גם סעיף 1.3 פרוטוקול)) 4. עכברי BALC / CJ להראות חביון ירידה (הרגלה) עד כניסת הלוח הראשונה (ראה טבלה 1) בתנאי אור אדומים כפי שמוצג באיור 2 א. Contrastingly, עכברי 129P3 / J להראות שום סימן של התרגלות על ניסויים. איור 2 מציג את הניסוי בתנאי אור לבנים. עכברי BALB / CJ יציגו שוב חביון יורד לכניסת הלוח הראשונה על ניסויים אם כי שnimals להראות דפוס הרגלה איטי יותר בהשוואה למצב באור האדום. עכברי 129P3 / J לא רק להראות לקויים שוב הרגלה, אלא גם מגמה של הרגישות בתנאי האור הלבן. באופן דומה, במחקר של סלומונס (2012) 129P2 / OlaHsd עכברים הראו גמישות התנהגותית לקויה בתגובה להשוואת חידוש לעכברי BALB / cOlaHsd 23. ההבדל ביכולת התרגלות וכך מתברר שבין שני זנים טהורים של עכברים כאשר נבדקו בMHB 4.
הגרסה הקוגניטיבי של MHB יכולה למשל להשתמש כדי למדוד ליקויים קוגניטיביים בעכברים. ואן דר אל Kooij et. (2010) משמשים הגדרה זו כדי למדוד את התפקוד הקוגניטיבי של C57BL / 6J עם היפוקסיה-איסכמיה מוחית קלה (45 דקות של חוסר חמצן; HI-45), HI החמור (75 דקות של חוסר חמצן; HI-75) וsham- עכברי שליטה 9. היכולת להשלים את הניסויים (כלומר, למצוא את החורים התגרו תוך 5 דקות) מוצגת באיור 3 א. מספר טעויות זיכרון לטווח הקצר (מאמר חוזר לחור התגרה), טעויות זיכרון לטווח ארוך (ביקורי חור הלא התגרה) וטעויות השמטה (לא ביקור חור התגרה) מוצגים באיור 3-D בהתאמה.
על מנת לאשר כי קבוצת HI-45 לא הייתה ליקוי קוגניטיבי, קבוצה זו נבדקה נגד הזיוף-הפקדים במשימת היפוך. שלושה החורים התגרו מונו לשלושה צילינדרים שונים ובעלי החיים נבדקו במשך 4 ניסויים. אפקט ההיפוך מתברר כאשר משווה את המשפט האחרון של השלב הראשון בניסוי הראשון של שלב ההיפוך. המשך כדי להשלים את ארבעת ניסויי ההיפוך נותן אינדיקציה על הביצועים הכוללים. איור 4 מראה את ההשהיה כדי להשלים את המשפט לשני הקבוצות והשפעת טיפול כוללת ברורה היא מאליו. משמעות דבר היא כי במשימת ההיפוך אכן יש ירידת (הלימוד מחדש) גמישות קוגניטיבית בקבוצת HI-45 שתהיינה בא לזיהוי באמצעות MHB 9.
איור 1. סקירה סכמטי של חור הלוח שונה. (א) ההגדרה מורכבת מתא בדיקה (תיבה) עם באמצע הלוח (לא מוגן) מצויינים עם קווים זיגזג ותא הקבוצה. = אובייקט רומן,
= אובייקט מוכר,
= נקודת התחלה. סקירה סכמטי של הגרסה הקוגניטיבי של חור הלוח שונה לעכברים (B). מבט צד (C) של גליל אלו המשמשים בגרסה הקוגניטיבי של חור הלוח שונה. חתיכת השקד ממוקמת מתחת לרשת של כל הצילינדרים.target = "_ blank"> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. אור אדום או תנאי אור לבנים. () Latency עד כניסת הלוח הראשונה (ממוצעת + SEM) של BALB / CJ ועכברים 123P3 / J נמדדו בתנאי אור אדומים (תיבת סוויטה דה לוקס 0-5 ולוח 45 לוקס). צעדים חוזרים ונשנים ANOVA עם התאמת Huyn-Feldt חשפו מתח (P = 0.025), משפט (P <0.001) ואינטראקציה מתח x משפט (P <0.001) אפקט פוסט הוק מנתח:. בין זנים: * = P <.0026, בין שני משפטים רצופים: $ = P <.0026 (BALB / CJ) (ב) חביון של כניסת הלוח הראשונה (ממוצע + SEM) בתנאי אור לבנים (תיבת סוויטה דה לוקס 0-5 ולוח 120 לוקס).. effe צעדים חוזרים ונשנים ANOVA עם התאמת Huyn-Feldt חשפו מתח (P = 0.031), משפט (P <0.001) ואינטראקציה מתח x משפט (P <0.001). Ct פוסט הוק מנתח: בין זנים: * = P <.0026, בין שני משפטים רצופים: $ = P <.0026 (BALB / CJ) וT = P <.0026 (123P3 / J). נתון זה שונה מסלומונס et al. 2010 4. לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. בדיקה קוגניטיבית בMHB (שלב 1). כל הנתונים מראים ממוצע + SEM. () ההשהיה כדי להשלים את המשפט (שניות) של עכברי דמה-שליטה, HI-45 וHI-75. (ב) מספר שגיאות השמטה, ביקורי חור (C) ללא התגרה ו( D) המאמר חוזרים לחורים התגרו. * = P <0.05, ** = P <0.01, *** = P <0.001 לעומת דמה HI-75, # = P <0.05, ## = P <0.01, ### = P <0.001HI-45 לעומת HI-75. נתון זה שונה ומאן דר אל Kooij et. 2010 9. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
4. משימת איור היפוך למידה (שלב 2). Latency כדי להשלים משפט (שניות) במשימת היפוך למידה (ממוצע + SEM). השפעות משפט: # = P <0.05, ## = P <0.01 (משימת היפוך המשפט ראשונה לעומת המשפט קודם). השפעת טיפול: * = P <0.05, ** = p <0.01 (HI-45 לעומת דמה). נתון זה שונה ומאן דר Kooij et al. 2010 9.
מערכת | פעילות | פרמטר נמדד |
Avoאני רוקד | כניסת לוח | תדר, חביון (ים), משך זמן (%) ומשך חיים ממוצע (ים) בלוח |
הערכת סיכונים | לומד מתוח | תנוחות תדר וזמן אחזור (ים) של מתוחות גוף (כולל גפיים אחוריות) |
עוררות | טיפוח | תדר, חביון (ים), משך זמן (%) ומשך חיים ממוצע טיפוח עצמי (ים) |
יְצִיאָה | תדירות וזמן אחזור (ים) של Boli מיוצר | |
הטלת שתן | תדירות וזמן אחזור (ים) של urinations | |
חיפושי בימוי | ביקורי חור | תדירות וזמן אחזור (ים) של ביקורי גליל |
חיפושי אובייקט רומן | תדר, חביון (ים), משך זמן (%) ומשך חיים ממוצע (ים) לחקור את אובייקט הרומן | |
חיפושי undirected | תיבת גידול < / Td> | תדירות וזמן אחזור (ים) של rearings בתיבה (רגליו הקדמיות לא נוגעות בקיר) |
לוח הגידול | תדירות וזמן אחזור (ים) של rearings על הלוח | |
חיפושי חור | תדירות וזמן אחזור (ים) של חקירות גליל | |
זיכרון | חיפושי אובייקט מוכרים | תדר, חביון (ים), משך זמן (%) ומשך חיים ממוצע (ים) לחקור את האובייקט המוכר |
זיקה חברתית | אינטראקציה קבוצה | תדר, חביון (ים), משך זמן (%) ומשך חיים ממוצע (ים) אינטראקציה עם תא הקבוצה |
פעילות של תנועה | מעבר קו | תדירות וזמן אחזור (ים) של מעברי קו |
טבלת 1: רשימה של פרמטרים התנהגותיים
מערכת זיכרון | פרמטר | תיאור |
זיכרון לטווח ארוך | בחירה לא נכונה | ביקור בגליל שאינו התגרה; האף מתחת לשפה |
שגיאת מחדל | השמטה של גליל התגרה | אין ביקור בגליל התגרה |
זיכרון לטווח קצר | בחירה חוזרת ונשנית | לבקר לגליל התגרה; האף מתחת לשפה |
ביצועים הכוללים | זמן משפט סה"כ | זמן עד שכל הצילינדרים התגרו כבר ביקרו |
טבלה 2: רשימה של פרמטרים קוגניטיביים
הפרדיגמה MHB ניתן להשתמש כדי למדוד ממדים רבים של התנהגות הבלתי-מותנית. הפרוטוקול ניתן לשנות מעט בהתאם למטרת הניסוי. בפרוטוקול זה אנו דנים בהגדרות, הפעמים והמדידות משמשות בדרך כלל במעבדה שלנו. עם זאת, סטיות קלות למדידות של המנגנון היו בשימוש בעבר וגם את כמות גלילים על הלוח עשויה להשתנות 3. לעתים קרובות מחקרים להעסיק זמן בדיקה של 5 דקות לכל משפט, אבל בפעמים אחרות בדיקה יכולות להיות גם מתאימות, כלומר, שהסתיים הבדיקה בהקדם משפט קוגניטיבית הושלם בהצלחה או בהארכת זמן בדיקה אם בעלי החיים הם מאוד חרדים או פגומים באופן פיזי. השעה ביום של בדיקות נבחרה להיות בתנאי אור אדום מאז מכרסמים הם בעלי חיים ליליים ופעילים ביותר בשלב המוקדם הכהה. Roedel et al. (2006) מציג את האפקטים של אור או בדיקת שלב כהה על ביצועים התנהגותיים וקוגניטיבייםבעכברי DBA בMHB 16. מחקרים אחרים ביצעו ניסויי MHB בתנאי אור לבנים 1,6, עם זאת, יש לציין שבדיקה בתנאי אור לבנים יכולה לגרום לעיכוב התנהגות והפרעות קוגניטיביות (כפי שמוצג בעכברי DBA) 16.
לוחות 1 ו -2 מכילים כמות גדולה של פרמטרים התנהגותיים כדי להימדד. במהלך ניתוח נתונים זה יכול להוביל לכמה פרמטרים המצביעים על עלייה משמעותית של למשל "חביון לוח הכניסה הראשון", אך לא בפרמטרים אחרים של אותה מערכת המוטיבציה (במקרה זה "הימנעות"). בחלק ממקרים זה עלול להוביל לתוצאות חד משמעיות. Guilloux et al. (2011) הציג z-ציוני התנהגות משולבים לphenotyping ההתנהגות בעכברים 24. עם השימוש של z-ציוני התנהגות משולבים ניתן לשלב מספר רב של פרמטרים לz-ציון יחיד המתאר motivatio מסויםמערכת סופית. Z-הציונים הבאים בתורו יכולים להיות שלהם בקלות רבה יותר בהשוואה לרוחב בדיקות וניסויים התנהגותיים.
מלבד התכונות המתוארות של פרדיגמה זו, שימוש מעמיק יותר התברר במחקר של אל סלומונס et. (2012). ההתרגלות לחידוש של שני זני עכבר (BALC / CJ ו129P3 / י) בMHB הושוותה, מציגה את הבדל בגמישות התנהגותית המצביע על פרופיל התנהגות שאינה מסתגל של עכברי 129P3 / J 4, שיקוף לקוי יכולות הסתגלות וכנראה אפילו חרדה פתולוגית.
מסכם, MHB מאפשר מדידה של מידות התנהגות מרובות בניסוי יחיד. על ידי שילוב של תכונות מחור לוח מסורתי ובדיקת שדה פתוחה, התנהגות הבלתי מותנית, אינטראקציה חברתית, קוגניציה ויכולות הסתגלות, כלומר, ניתן לחקור רווחה. יכולים לבדוק את זה לדוגמא ניתן להשתמש כדי להעריך את השינויים בהתנהגות עקב pharmacological- ו / אומניפולציות גנטיות, רבייה סלקטיבית ויכולות הסתגלות. בהשוואה לסוללות מבחן קלאסיות, את מספר בעלי החיים דרושים באופן ברור מופחת ולחץ שחווים בעלי החיים במהלך הבדיקה הוא נמוך ביותר.
The authors have nothing to disclose.
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.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cognitive mHB apparatus | The box for cognitive testing is 50x50 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 | Vanilla flavor dissolved in water (0.02%) | ||
Camera | Camera that generates sufficient quality output to rescore the behavior from video. | ||
Stage light | A theather light that allows to adjust the light intensity and the dimensions of the surface that is lit. | ||
Behavioral scoring software | Behavioral scoring software. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved