Il Wellcome Trust per il finanziamento Open Access all&#39;Università di Oxford. Robert Deacon è un membro del gruppo di Oxford OXION, finanziato dal Wellcome Trust concedere WT084655MA.

1. Tana 1. Apparato Disegni vari container sono stati processati (per esempio una brocca di metallo che potrebbero essere facili da pulire, ma i topi sono stati riluttanti a entrare in esso). Alla fine si è scoperto che un pezzo di pluviale in plastica (come collegato alla grondaia sul case) leggermente sopraelevata da un lato per evitare lo spostamento accidentale (non intenzionale) di pellet cibo e sigillata, alla fine, era un pezzo di apparato efficiente. Cunicoli sono ora realizzati in plastica pluviale, 68 mm di diametro, tagliato in lunghezza 20 cm di lunghezza (Figura 1). Una estremità è sigillata con un tappo di 12 millimetri di fibra di media densità (mdf). (Protezione delle vie respiratorie è consigliabile quando si lavora con mdf). Per pulizia e impermeabilizzazione, un impermeabile composto mastice adesivo può essere applicato alle superfici interne ed esterne del mdf oltre a servire per incollare nel tubo scavare. Viti (5 cm di lunghezza) sono utilizzati per elevare l&#39;altra estremità of il tubo di 3 centimetri dal pavimento. Due fori sono realizzati 1 cm dal lato aperto del tubo scavare con un angolo di 90 ° e le viti inserite e serrate 4. Il diametro dei cunicoli è probabilmente critico; Schmid-Holmes et al 19 osservato che i topi in the wild &quot;tana pulita&quot; principalmente dalle dimensioni simili a quelle nostre tane artificiali.. <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Un mouse in un tubo tana. 2. Procedura <ol><li> Assuefazione Scavatore è normalmente spontaneo, ma c&#39;è un elemento certo di apprendimento. Il processo di apprendimento si arricchisce di facilitazione sociale. Quindi luogo una tana piena notte nella gabbia gruppo a casa di topi, che sono poi sottoposte alla prova con un trattamento. Ogni tana è riempito con 200 g di pellet cibo normalmente fornito come dieta. (Si riferisce alla tsi fitta tipo compressa di dieta, se una dieta &quot;espanso&quot; è in uso la tana terrà meno di 200g). Sperimentatori dovrebbe prendere in considerazione fattori quali nella scelta di un substrato tana. Se i topi sono sul razionamento del cibo (ad esempio, per motivarli a eseguire un&#39;attività concorrente labirinto di apprendimento) non alimentari sostanze possono essere utilizzate, per le palle d&#39;argilla, ad esempio, utilizzato per allineare la superficie del terreno nei vasi delle piante al coperto; pisello scandole (piccole pietre ~ 1 cm di diametro) e sabbia. Ghiaia pisello e sabbia, essendo tre volte più pesante di pellet cibo, sono sostituti utili per pellet cibo se i topi sono scavare molto vigorosamente, per evitare un &quot;effetto tetto&quot;. </li><li> Baselining Run (preferibilmente due) al basale tana test di 48 ore a parte nello stesso modo, come sarà fatto per il test dopo il trattamento proposto. Il test è iniziato in modo ottimale circa 4 pm se i topi sono alloggiati su un h 0700-1900 ciclo luce-buio. Questo è un momento delicatoper testare, in quanto non sono normalmente sveglio in questo momento e inizia a scavare più lentamente che se fossero bene per la fase di buio e di conseguenza molto attivo. Due ore dopo la partenza, una misura &quot;istantanea&quot; è preso di peso del cibo scavato, la tana è svuotato in un contenitore tarato e pesati e il pellet sostituito nella tana che è rimesso in gabbia. Se il mouse è nella tana, così delicatamente versarlo e il contenuto nel contenitore di pesatura e sostituire il mouse nella gabbia. Il peso rintanati in due ore è poi calcolato per differenza da quella originale 200 g. La lettura definitiva del mattino successivo. Timing non è critica come i topi sono tornati a dormire (spesso nella tana) e non sono più attivamente tana. Utilizzare le 2 h di misura presa sulla seconda prova per formare gruppi equilibrati per prestazioni di riferimento. Come scavare aumenta con la pratica 17, baselining aiuta anche i topi di raggiungere asymp più stabileprestazioni Totic che rivela gli effetti del trattamento migliore. </li><li> Analisi Per il test, dopo i trattamenti vengono somministrati ai topi viene data la prova scavare esattamente come nella fase baselining. Se il test di scavare deve essere utilizzato cronicamente, si raccomanda che almeno 48 ore separano il test per evitare una diminuzione delle prestazioni a causa di eccessiva esposizione alla procedura. </li><li> Nota NON sostituire il cibo scavato sul pavimento della gabbia nella tana. Anche se il mouse non ha scavato nulla, eseguire la procedura di pesatura, come si farebbe se scavando si era verificato, il disturbo causato dal peso tende a stimolare comportamenti e topi che hanno già scavato alcuni dei substrato spesso inizio scavando con rinnovato vigore dopo la processo di pesatura. </li></ol> 2. I risultati attesi ~ C57 BL / 6 topi di solito cunicolo di circa 70 g nelle prime due ore, e vicino a 200 gdurante la notte. Dell&#39;ippocampo topi lesionati spesso tana inferiore a 5 g 11 (Figura 2). Malattia da prioni inibisce scavare 1,2, così come l&#39;amministrazione lipopolisaccaride 20. Scavando in grado di rilevare prioni (scrapie) malattia a 10-12 settimane dopo l&#39;iniezione di omogenato di cervello malato, mentre i segni clinici compaiono solo a 22 settimane 13. (Figura 3). Scavatore ha dimostrato di essere sensibili alle differenze di ceppo 15 e knock-out di subunità canale ionico di potassio 10. <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Peso di pellet alimentare (mediane e range interquartile) rintanata in due ore di controllo e di ippocampo-lesionati topi. Quest&#39;ultimo penetrato significativamente inferiore rispetto ai controlli (P = 0,0001). <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Pesopellet cibo (mezzi) scavato tutta la notte per il controllo e la scrapie topi infettati. Burrowing aumenta (con la pratica) in entrambi i gruppi di settimana 7-10 post-iniezione, ma dalla 12 ° settimana declina scavano nel gruppo scrapie e la differenza tra i gruppi diventa statisticamente significativa (superiore a due errori standard della media). 3. Discussione Abbiamo testato scavando in altre specie di roditori - ratti, gerbilli, criceti e topi spinosi egiziano 8. Tutti, ma quest&#39;ultimo potrebbe essere indotta a quantità considerevoli di substrati tana terrestre, come ghiaia o sabbia, ma scavando di pellet cibo era molto meno, anche dopo una lunga esperienza con i materiali terrestri. La ragione di questa differenza dai topi non è noto. Dopo questo lavoro era stato fatto, si è scoperto che i topi spinosi egiziano di fatto non fanno tane in libertà, ma possono occupare tane fatta da gerbilli, anche la superficie della loro naturale habitat spesso è hard rock. Recente osservazione di Nairobi ha dimostrato che, all&#39;interno del Acomys genere, il mouse spinosa Wilson (Acomys wilsoni) e Percival spinosi del mouse (Acomys percivali), che fanno tana in natura, anche rintanata in laboratorio. 4. Annidamento 1. Apparato Il test viene effettuato in gabbie individuali, gli stessi che utilizzate per scavare sono adatti. Biancheria da letto normale dovrebbe coprire il pavimento fino ad una profondità di 0,5 cm. (Variazione in profondità, e biancheria da letto molto profondo, potrebbe influenzare la costruzione nido). Ogni gabbia è fornita con un &quot;Nestlet&quot;, un quadrato 5 cm di ovatta pressata (Ancare). 2. Procedura I topi sono posti singolarmente in gabbie di nidificazione circa un&#39;ora prima della fase di buio, ei risultati sono valutati il ​​mattino successivo. Come con scavatori, e per ragioni analoghe, la tempistica non è critico. 3.Punteggio I nidi sono valutate su una scala a 5 punti (Figure 4-8), e la quantità di untorn Nestlet è anche pesato 5. <ol><li> Il Nestlet è in gran parte incontaminata (&gt; 90% intatte). </li><li> Il Nestlet è parzialmente strappato (50-90% rimasta intatta). </li><li> Il Nestlet è in gran parte triturati, ma spesso non c&#39;è posto nido identificabili: &lt;50% del Nestlet rimane intatto, ma &lt;90% si trova a un quarto della superficie della gabbia, cioè il cotone che non sono raccolte in un nido, ma diffuso in tutto il gabbia . Nota: il materiale può essere a volte in una zona nido in senso lato, ma la definizione critica è che il 50-90% è stato tagliuzzato. </li><li> Un nido identificabili, ma piatto:&gt; 90% della Nestlet è strappato, il materiale viene raccolto in un nido all&#39;interno di un quarto della superficie della gabbia, ma il nido è piatto, con pareti che superino in altezza il corpo del mouse (rannicchiata sul suo lato) con meno del 50% della sua circonferenza. </li><li> A (quasi) perfetto nest:&gt; 90% della Nestlet è strappato, il nido è un cratere, con pareti che superino in altezza il corpo del mouse su oltre il 50% della sua circonferenza. </li></ol> Nei casi in cui criteri non sono d&#39;accordo dividere la differenza. Per esempio un nido perfetto con un pezzo unshredded 0,7 g sarebbe punteggio 4.5. <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Score Nest 1 <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5. Nest punteggio 2 <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig6.jpg" alt="Figura 6" /> Figura 6. Nest punteggio 3 <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig7.jpg" alt="Figura 7" /> Figura 7. Score Nido 4 <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig8.jpg" alt="Figura 8" /> Figura 8. SCOR Neste 5 4. I risultati attesi Maschi e femmine fare il nido, in quanto il loro scopo è termoregolazione, oltre ad essere associati alla riproduzione. Per i topi C57BL / 6, i punteggi nido per i maschi e le femmine sono nella stessa gamma, anche se non abbiamo fatto un confronto controllato in un singolo esperimento. La maggior parte dei topi C57BL / 6 punteggio 4-5 sulla costruzione nido, ma quando l&#39;ippocampo è leso il punteggio medio sarebbe di circa 1-2; un punteggio di 3 è improbabile il superamento (Figura 9). Nidificazione anche dimostrato di essere sensibili alle malattie da prioni circa 10-12 settimane 1,2,16. <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig9.jpg" alt="Figura 9" /> Figura 9. Punteggi Nest (mediane e range interquartile) per i topi di controllo e di topi con lesioni del dorsale, ippocampo ventrale e completa. Solo i topi mostrano lesione completa inibizione di nidificazione, per cui gli effetti della dorsale selettiva e ventrregioni al appaiono sotto-soglia, ma additivo. 5. Tesaurizzazione 1. Apparato Una serie di &quot;basi casa&quot; sono collegati ai tubi in rete metallica, chiusa definitivamente alla fine distale dove si trovano i pellet cibo e temporaneamente alla fine prossimale da un tappo di legno. Questo è utilizzato per evitare i topi entrano i tubi prima di adattamento alla casa base è occurred7. L&#39;apparato (Figura 10) può essere effettuato in vari modi, a patto che i principi fondamentali sono rispettati. Il nostro è costituito da una fila di 8 scatole di legno, ogni 30 x 13 x 15 cm con coperchio in plexiglass trasparente. Ognuno di essi è fornito con una bottiglia d&#39;acqua, e ha un foro nella parte posteriore in cui il tubo è accaparramento push-montato. I tubi sono realizzati in plastica nera, 10 cm di lunghezza, 40 mm di diametro, unito a un tubo di rete metallica, 45 cm di lunghezza, 4 cm di diametro, per formare una lunghezza totale di 50 cm. La rete si compone di 13 millimetri quadrati,ed è un rotolo doppio con le maglie disallineate per fare i buchi nelle maglie più piccole e prevenire pellet cibo attraverso caduta. Se sei millimetri a maglia quadrata è disponibile questo è un materiale migliore, come un rotolo sarebbe sufficiente. L&#39;estremità distale del tubo, dove si trovano i pellet cibo, è chiuso. L&#39;estremità prossimale è sigillata con un tappo di legno. <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig10.jpg" alt="Figura 10" /> Topi figura 10. Accaparramento nei tubi 2. Procedura <ol><li> Tipicamente, l&#39;accaparramento è molto variabile la prima volta e alcuni topi non può accumulare a tutti. Accaparramento, come scavare, migliora con la pratica. Pertanto, quando disegno sperimentale consente, sessioni baselining avvengono per lo più prima di un trattamento viene somministrato. Chiaramente, questo non è pratico se la variabile indipendente è innata, come con un (non condizionale) mutante del mouse o quando si verifica differenti ceppi di topi. </li><li> Un mouse è messo inogni casella all&#39;inizio della giornata per abituare ad esso. La scatola è dotata di un tunnel di cartone che è stato nella gabbia vera casa famiglia per almeno una notte, anche una generosa porzione di biancheria sporca, per farlo sentire come &quot;casa&quot;. L&#39;accesso al tubo di accaparramento è impedito fino a sera con un tappo di legno. 100 g pellet cibo (un misto di piccoli e grandi) è posto alla fine distale del tubo di accaparramento (versando in all&#39;altra estremità con il tubo in posizione verticale). Per assicurarsi che il mouse è leggermente fame prima del test ha inizio, la finestra di casa non è fornita con il cibo. </li><li> Poco prima dell&#39;inizio della fase di buio, rimuovere il tappo di legno per consentire l&#39;accesso del mouse al tubo accaparramento. La mattina seguente (di nuovo, il tempo non è fondamentale) raccogliere e valutare tutte le palline alimenti che sono stati accumulati nella scatola base di origine. </li></ol> 6. I risultati attesi Utilizzando C57BL femmina / 6 topi, l&#39;importo medio accumulato sarebbe di circa50-70 g. Lesioni dell&#39;ippocampo fortemente sopprimere hoarding11, mentre le lesioni della corteccia prefrontale hanno solo un debole effetto 12 (Figura 11). <img src="/files/ftp_upload/2607/2607fig11.jpg" alt="Figura 11" /> Figura 11. Peso del pellet cibo accumulato dal controllo e corteccia prefrontale mediale, lesione topi (mediane e range interquartile). Anche se le mediane differiscono notevolmente, l&#39;elevata variabilità nei controlli: il risultato è ben lungi dall&#39;essere statisticamente significativa (p = 0,3).

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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

<html> Questi test sono estremamente semplici da eseguire ma le dimensioni degli effetti sono molto grandi, che li rende estremamente sensibili ai trattamenti, le differenze ceppo, ecc Sono conformi alle aspetto &quot;raffinatezza&quot; di Russell e Burch 3 R &quot;18. Infatti, buone prestazioni nei test, come scavando sembra essere indicativo di una buona salute generale degli animali. Quindi questo potrebbe essere un buon test per la valutazione del benessere degli animali. L&#39;importanza di arricchimento ambientale per i roditori di laboratorio è ben riconosciuto in questi giorni. Fornitura di materiale di nidificazione è ormai una pratica standard nelle case molti animali, e questo è facile da fare. L&#39;entusiasmo con cui scavano i topi fa scavare un arricchimento potenzialmente eccellente, ma purtroppo una tana &quot;auto-ricarica&quot;, che sarebbe un modo pratico di fornire questo non è stato ancora sviluppato. Se i topi trovare accaparramento arricchendo non è ancora stata determinata. _content &quot;&gt; Uno svantaggio è che i dati generati da questi test è generalmente non parametrico (non gaussiana in distribuzione), in modo appropriato non parametrica statistiche sono necessari per analizzarli, per esempio il Mann-Whitney U test per confronti a coppie, Kruskal- Wallis ANOVA per il multi-gruppo di dati. Se si verificano ripetuti disegni misure vengono utilizzate, in quanto non esiste un test ANOVA adatto per non parametrica di dati, i risultati possono essere trasformati, ad esempio la radice quadrata o procedure di log per renderlo conforme ad una distribuzione più normale . Le misure del dispositivo possono essere leggermente diverse da quelle specificate nel testo (utile per gli sperimentatori USA), ma grandi differenze dovrebbero essere evitati. Tuttavia, in alcuni casi, altri sperimentatori possono trovare diverse costruzioni funzionano meglio di quelle descritte qui. Come per tutte le misure comportamentali, i topi dovrebbero essere testati per vedere se i loro livelli di attività sono normali, come l&#39;inattività ovviamente avere un detrimental effetto sulle specie tipiche comportamenti. Quando scrapie topi infettati mostravano scavando compromessa e la nidificazione, i loro livelli di attività erano normali (testato in un apparato campo aperto). In effetti, un periodo di iperattività si verifica circa 2-4 settimane dopo queste specie tipiche comportamenti vengono prima alterata 2. La forte riduzione di valore prodotta da lesioni dell&#39;ippocampo in tana, nidificazione e accaparramento, che sono tutti comportamenti tipici della specie, integra il deficit nell&#39;apprendimento spaziale e memory9 che sono così ben consolidata effetti di queste lesioni. Sembrano essere equivalente alla disabilità nelle attività della vita quotidiana così caratteristico di AD 14. Queste specie, tipiche test potrebbe rivelarsi di grande utilità nello screening pre-clinici per i trattamenti per l&#39;Alzheimer e altre malattie neurodegenerative 14. In molti disturbi cerebrali umani una capacità perdita o ridotta per effettuare vigilia normalecompiti ryday è importante quanto le altre caratteristiche della malattia come deficit cognitivo. In particolare, questa perdita può richiedere il coinvolgimento di assistenti e il grande peso socio-economico così spesso impone.

assessing burrowing, nest construction, and hoarding in mice

Deterioramento della capacità di svolgere &quot;attività della vita quotidiana&quot; (ADL) è un segno precoce della malattia di Alzheimer (AD). Preclinici di screening comportamentale su possibili trattamenti per dC attualmente in gran parte si concentra sui test cognitivi, che richiede attrezzature costose e spesso un sacco di tempo sperimentatore. Tuttavia, umano memoria episodica (l&#39;aspetto più gravemente colpiti della memoria in AD) è diverso da memoria roditore, che sembra essere in gran parte non episodica. Pertanto i modi attuali di screening per i trattamenti nuovo annuncio per dC nei roditori sono intrinsecamente scarse probabilità di successo. Un nuovo approccio allo screening preclinico sarebbe quello di caratterizzare l&#39;ADL di topi. Fortuitamente, alcuni tali dosaggi sono stati recentemente sviluppati a Oxford, e qui i tre più sensibili e ben caratterizzati sono presentati. Scavatore è stato sviluppato a Oxford 13. Si è evoluta da una necessità di sviluppare un paradigma di accaparramento del mouse. La maggior parte delle pubblicareed paradigmi accaparramento roditore richiesto una fonte di cibo distante da collegare alla gabbia a casa da un passaggio di collegamento. Ciò comporterebbe la modifica alla gabbia a casa oltre a rendere un mouse a prova di passaggio di collegamento e fonte di cibo. Così è stato valutato se fosse possibile inserire la fonte di cibo all&#39;interno della gabbia. Si è riscontrato che se un contenitore è stato posto sul pavimento è stato svuotato la mattina dopo., I pellet cibo erano, però, semplicemente depositati in un mucchio all&#39;ingresso contenitore, piuttosto che collocati in un luogo discreto lontano dal contenitore, come ci si potrebbe aspettare se i topi sono stati veramente loro accaparramento. Attento esame ha mostrato che i topi sono stati eseguendo scavo (&quot;tana&quot;) i movimenti, non portare le palline in bocca ad un luogo scelto come farebbero se veramente li accaparramento 6. Pellet alimentare non sono un substrato essenziale per cunicoli; topi tubi vuoti riempiti di sabbia, ghiaia, anche biancheria da letto sporca dalla loro gabbia proprio. Di piùoltre, si svuoterà un tubo pieno, anche se uno vuoto è posto accanto ad esso 8. Diversi protocolli di nidificazione presenti in letteratura. L&#39;attuale Oxford uno semplifica la procedura ed ha un ben definito sistema di punteggio per la qualità nido 5. Un paradigma accaparramento è stato poi sviluppato, in cui i topi, invece di accumulare di nuovo alla gabbia vera casa, sono stati adattati a vivere nella &quot;casa base&quot; di un apparato di accaparramento. Questa base di partenza è stato collegato ad un tubo di rete metallica, l&#39;estremità distale che conteneva la fonte di cibo. Questa disposizione ha dimostrato di produrre un buon comportamento accaparramento, a patto che i topi sono stati adattati a vivere nella &quot;casa base&quot; durante il giorno e solo il permesso di entrare nel tubo di accaparramento durante la notte.

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Assessing Burrowing, Nest Construction, and Hoarding in Mice

Tana, nidificazione e accaparramento sono specie tipiche attività che i topi prontamente eseguire in laboratorio. Questo articolo descrive come possono essere facilmente ed economicamente valutati. Questi protocolli sono estremamente sensibili alla pressione del mouse, lesioni cerebrali e malattie. Costituiscono altresì un &quot;arricchimento ambientale&quot; per i topi, e incarnano l&#39;aspetto &quot;raffinatezza&quot; del &quot;3 R&quot; 18.

Valutare scavatori, Costruzione nido, e Tesaurizzazione in topi

Deterioration in the ability to perform "Activities of daily living" (ADL) is an early sign of Alzheimer's disease (AD). Preclinical behavioural screening ...

assessing-burrowing-nest-construction-and-hoarding-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

31.8K Views.  University of Oxford. Tana, nidificazione e accaparramento sono specie tipiche attività che i topi prontamente eseguire in laboratorio. Questo articolo descrive come possono essere facilmente ed economicamente valutati. Questi protocolli sono estremamente sensibili alla pressione del mouse, lesioni cerebrali e malattie. Costituiscono altresì un "arricchimento ambientale" per i topi, e incarnano l'aspetto "raffinatezza" del "3 R" 18.

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T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-labirinto alternanza forzata e sinistra-destra Attività discriminazione per la Valutazione di lavoro e la memoria di riferimento nel Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Ricerca

Neuroscienze

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.
The Drosophila larva is an established model system to study thermal nociception, a sensory response to potentially harmful temperatures that is evolutionarily conserved across species1,2. The advantages of Drosophila for such studies are the relative simplicity of its nervous system and the sophistication of the genetic techniques that can be used to dissect the molecular basis of the underlying biology4-6 In Drosophila, as in all metazoans, the response to noxious thermal stimuli generally involves a "nocifensive" aversive withdrawal to the presented stimulus7. Such stimuli are detected through free nerve endings or nociceptors and the amplitude of the organismal response depends on the number of nociceptors receiving the noxious stimulus8. In Drosophila, it is the class IV dendritic arborization sensory neurons that detect noxious thermal and mechanical stimuli9 in addition to their recently discovered role as photoreceptors10. These neurons, which have been very well studied at the developmental level, arborize over the barrier epidermal sheet and make contacts with nearly all epidermal cells11,12. The single axon of each class IV neuron projects into the ventral nerve cord of the central nervous system11 where they may connect to second-order neurons that project to the brain.
Under baseline conditions, nociceptive sensory neurons will not fire until a relatively high threshold is reached. The assays described here allow the investigator to quantify baseline behavioral responses or, presumably, the sensitization that ensues following tissue damage. Each assay provokes distinct but related locomotory behavioral responses to noxious thermal stimuli and permits the researcher to visualize and quantify various aspects of thermal nociception in Drosophila larvae. The assays can be applied to larvae of desired genotypes or to larvae raised under different environmental conditions that might impact nociception. Since thermal nociception is conserved across species, the findings gleaned from genetic dissection in Drosophila will likely inform our understanding of thermal nociception in other species, including vertebrates.

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.

Metodi locale e globale valutazione nocicezione termica in<em&gt; Drosophila</em&gt; Le larve

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Un metodo semplice e poco costoso per la determinazione fredda sensibilità e adattamento nei topi

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

Primary neurogenesis is a dynamic and complex process during embryonic development that sets up the initial layout of the central nervous system. During this process, a portion of neural stem cells undergo differentiation and give rise to the first populations of differentiated primary neurons within the nascent central nervous system. Several vertebrate model organisms have been used to explore the mechanisms of neural cell fate specification, patterning, and differentiation. Among these is the African clawed frog, Xenopus, which provides a powerful system for investigating the molecular and cellular mechanisms responsible for primary neurogenesis due to its rapid and accessible development and ease of embryological and molecular manipulations. Here, we present a convenient and rapid method to observe the different populations of neuronal cells within Xenopus central nervous system. Using antibody staining and immunofluorescence on sections of Xenopus embryos, we are able to observe the locations of neural stem cells and differentiated primary neurons during primary neurogenesis.

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

This article presents a convenient and rapid method for visualizing different neuronal cell populations in the central nervous system of Xenopus embryos using immunofluorescent staining on sections.

La valutazione primaria neurogenesi in<em&gt; Xenopus</em&gt; Embrioni Utilizzando Immunocolorazione

Primary neurogenesis is a dynamic and complex process during embryonic development that sets up the initial layout of the central nervous system. During ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, interest in the cognitive processes of nonmodel species, typically within an ecological context, has also become an emerging field of study. In particular, interest in the cognitive processes in reptiles is growing although experimental studies on reptilian cognition are sparse. The few reptilian studies that have experimentally tested for spatial learning and memory have used rodent paradigms modified for use in reptiles. However, ecologically important aspects of the physiology and behavior of this taxonomic group must be taken into account when testing for spatially based cognition. Here, we describe modifications of the dry land Barnes maze and associated testing protocol that can improve performance when probing for spatial learning and memory ability in small squamate reptiles. The described paradigm and procedures were successfully used with male side-blotched lizards (Uta stansburiana), demonstrating that spatial learning and memory can be assessed in this taxonomic group with an ecologically relevant apparatus and protocol.

This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

Valutare l&#39;apprendimento spaziale e la memoria in piccoli rettili squamate

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and parenting. Importantly, mice can be trained to associate novel odors with specific behavioral responses to provide insight into olfactory circuit function. This protocol details the procedure for training mice on a Go/No-Go operant learning task. In this approach, mice are trained on hundreds of automated trials daily for 2&#8211;4 weeks and can then be tested on novel Go/No-Go odor pairs to assess olfactory discrimination, or be used for studies on how odor learning alters the structure or function of the olfactory circuit. Additionally, the mouse olfactory bulb (OB) features ongoing integration of adult-born neurons. Interestingly, olfactory learning increases both the survival and synaptic connections of these adult-born neurons. Therefore, this protocol can be combined with other biochemical, electrophysiological, and imaging techniques to study learning and activity-dependent factors that mediate neuronal survival and plasticity.

Here, we train mice on an associative learning task to test odor discrimination. This protocol also allows for studies on learning-induced structural changes in the brain.

Una prova oggettiva e riproducibile di apprendimento olfattivo e discriminazione nei topi

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Assessing Pupil-linked Changes in Locus Coeruleus-mediated Arousal Elicited by Trigeminal Stimulation

Current scientific literature provides evidence that trigeminal sensorimotor activity associated with chewing may affect arousal, attention, and cognitive performance. These effects may be due to widespread connections of the trigeminal system to the ascending reticular activating system (ARAS), to which noradrenergic neurons of the locus coeruleus (LC) belongs. LC neurons contain projections to the whole brain, and it is known that their discharge co-varies with pupil size. LC activation is necessary for eliciting task-related mydriasis. If chewing effects on cognitive performance are mediated by the LC, it is reasonable to expect that changes in cognitive performance are correlated to changes in task-related mydriasis. Two novel protocols are presented here to verify this hypothesis and document that chewing effects are not attributable to aspecific motor activation. In both protocols, performance and pupil size changes observed during specific tasks are recorded before, soon after, and half an hour following a 2 min period of either: a) no activity, b) rhythmic, bilateral handgrip, c) bilateral chewing of soft pellet, and d) bilateral chewing of hard pellet. The first protocol measures level of performance in spotting target numbers displayed within numeric matrices. Since pupil size recordings are recorded by an appropriate pupillometer that impedes vision to ensure constant illumination levels, task-related mydriasis is evaluated during a haptic task. Results from this protocol reveal that 1) chewing-induced changes in performance and task-related mydriasis are correlated and 2) neither performance nor mydriasis are enhanced by handgrip. In the second protocol, use of a wearable pupillometer allows measurement of pupil size changes and performance during the same task, thus allowing even stronger evidence to be obtained regarding LC involvement in the trigeminal effects on cognitive activity. Both protocols have been run in the historical office of Prof. Giuseppe Moruzzi, the discoverer of ARAS, at the University of Pisa.

To verify whether trigeminal effects on cognitive performance involve locus coeruleus activity, two protocols are presented that aim to evaluate possible correlations between the performance and task-related pupil size changes induced by chewing. These protocols may be applied to conditions in which locus coeruleus contribution is suspected.

Valutazione dei cambiamenti legati agli pupili in Arousal mediato da Locus Coeruleus, suscitato dalla stimolazione trigeminale

Current scientific literature provides evidence that trigeminal sensorimotor activity associated with chewing may affect arousal, attention, and cognitive ...

Quantitative Measurement of Intrathecally Synthesized Proteins in Mice

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the CSF protein composition delivers crucial information in basic neuroscience research as well as neurological diseases. One caveat is that proteins measured in CSF may derive from both intrathecal synthesis and transudation from serum, and protein analysis of CSF can only determine the sum of these two components. To discriminate between protein transudation from the blood and intrathecally produced proteins in animal models as well as in humans, CSF protein profiling measurements using conventional protein analysis tools must include the calculation of the albumin CSF/serum quotient (Qalbumin), a marker of the integrity of the blood-brain interface (BBI), and the protein index (Qprotein/Qalbumin), an estimate of intrathecal protein synthesis. This protocol illustrates the entire procedure, from CSF and blood collection to quotients and indices calculations, for the quantitative measurement of intrathecal protein synthesis and BBI impairment in mouse models of neurological disorders.

Elevated spinal fluid protein levels can either be the result of diffusion of plasma protein across an altered blood-brain barrier or intrathecal synthesis. An optimized testing protocol is presented in this article that helps to discriminate both cases and provides quantitative measurements of intrathecally synthesized proteins.

Misurazione quantitativa delle proteine intratecalliamente sintetizzate nei topi

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the ...

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

Multichannel electrode arrays offer insight into the working brain and serve to elucidate neural processes at the single-cell and circuit levels. Development of these tools is crucial for understanding complex behaviors and cognition and for advancing clinical applications. However, it remains a challenge to densely record from cell populations stably and continuously over long time periods. Many popular electrodes, such as tetrodes and silicon arrays, feature large cross-diameters that produce damage upon insertion and elicit chronic reactive tissue responses associated with neuronal death, hindering the recording of stable, continuous neural activity. In addition, most wire bundles exhibit broad spacing between channels, precluding simultaneous recording from a large number of cells clustered in a small area. The carbon fiber microelectrode arrays described in this protocol offer an accessible solution to these concerns. The study provides a detailed method for fabricating carbon fiber microelectrode arrays that can be used for both acute and chronic recordings in vivo. The physical properties of these electrodes make them ideal for stable and continuous long-term recordings at high cell densities, enabling the researcher to make robust, unambiguous recordings from single units across months.

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

This protocol describes a procedure for constructing carbon fiber microelectrode arrays for chronic and acute in vivo electrophysiological recordings in mouse (Mus musculus) and ferret (Mustela putorius furo) from multiple brain regions. Each step, following the purchase of raw carbon fibers to microelectrode array implantation, is described in detail, with emphasis on microelectrode array construction.

Costruzione e implementazione di array di microelettrodi in fibra di carbonio per registrazioni in vivo croniche e acute

Multichannel electrode arrays offer insight into the working brain and serve to elucidate neural processes at the single-cell and circuit levels. ...

Impianto di micro-drive per la registrazione dell'attività neurale quotidiana nei topi giovani

A Lightweight Drive Implant for Chronic Tetrode Recordings in Juvenile Mice

In vivo electrophysiology provides unparalleled insight into the sub-second-level circuit dynamics of the intact brain and represents a method of particular importance for studying mouse models of human neuropsychiatric disorders. However, such methods often require large cranial implants, which cannot be used in mice at early developmental time points. As such, virtually no studies of in vivo physiology have been performed in freely behaving infant or juvenile mice, despite the fact that a better understanding of neurological development in this critical window would likely provide unique insights into age-dependent developmental disorders such as autism or schizophrenia. Here, a micro-drive design, surgical implantation procedure, and post-surgery recovery strategy are described that allow for chronic field and single-unit recordings from multiple brain regions simultaneously in mice as they age from postnatal day 20 (p20) to postnatal day 60 (p60) and beyond, a time window roughly corresponding to the human ages of 2 years old through to adulthood. The number of recording electrodes and final recording sites can be easily modified and expanded, thus allowing flexible experimental control of the in vivo monitoring of behavior- or disease-relevant brain regions across development.

Autore in primo piano: Un impianto di propulsione leggero per registrazioni croniche di tetrodi in topi giovani  

Here, we describe a micro-drive design, surgical implantation procedure, and post-surgery recovery strategy that allow for chronic field and single-unit recordings from multiple brain regions simultaneously in juvenile and adolescent mice across a critical developmental window from postnatal day 20 (p20) to postnatal day 60 (p60) and beyond.