JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

A protocol is provided to use an Open Field Maze to access general locomotor activity, anxiety and emotionality in a laboratory mouse model.

Аннотация

Animal models have proven to be invaluable to researchers trying to answer questions regarding the mechanisms of behavior. The Open Field Maze is one of the most commonly used platforms to measure behaviors in animal models. It is a fast and relatively easy test that provides a variety of behavioral information ranging from general ambulatory ability to data regarding the emotionality of the subject animal. As it relates to rodent models, the procedure allows the study of different strains of mice or rats both laboratory bred and wild-captured. The technique also readily lends itself to the investigation of different pharmacological compounds for anxiolytic or anxiogenic effects. Here, a protocol for use of the open field maze to describe mouse behaviors is detailed and a simple analysis of general locomotor ability and anxiety-related emotional behaviors between two strains of C57BL/6 mice is performed. Briefly, using the described protocol we show Wild Type mice exhibited significantly less anxiety related behaviors than did age-matched Knock Out mice while both strains exhibited similar ambulatory ability.

Введение

The Open Field Maze (OFM) was initially developed in 1934 as a test to measure emotionality in rodents1. It has attained the status of being one of the most widely used measures of behavior in animal psychology2. It provides an easy and fairly rapid assessment of well-defined behaviors requiring no training to the test subject and little to no specialized training for the human administering the test. These attributes have led to wide-spread use of the open field maze in research extended to other animal species such as calves, pigs, rabbits, primates, honeybees and lobsters3. Part of its popularity arises from the fact that the psychological and physiological concepts underlying the tests are generally straight-forward and well understood. For example, it has been postulated that evolutionary forces have selected for a common response in animals such that most species display anxiety-mediated fear or flight responses to specific stimuli. Rodents for example, show distinct aversions to large, brightly lit, open and unknown environments4. We can assume they have been phylogenetically conditioned to see these types of environments as dangerous. All of these features are incorporated in the open field maze and form the basis of its use in behavioral paradigm testing.

An open field maze consists of a wall-enclosed area that is of sufficient height to prevent the subject from escaping. Typical maze shapes are circular or square with an area large enough, based on the size of the subject tested, to elicit a feeling of openness in the center of the maze. A number of variables can be scored in the open field maze with most parameters involving differing types of motor activity2. Ambulation is the most common behavior studied but others such as latency or rearing can also be measured. Most often, rodent behavior is analyzed in a bare maze. However, the addition of objects, either one or many to the maze floor, adds the ability to see how the subject interacts with novel additional stimuli2. Relevant parameters when objects are presented are typically the number of approaches to an object or in some cases, preference or aversion for one object over another.

Many behavioral tests of anxiety are based on the subject animal’s body activity and locomotion5. Interpreting behavioral tests for emotionality while separating non-emotional confounding factors, such as motor activity, has been the subject of intense debate6,7. As the OFM was originally described, two measures of emotionality can be deduced, locomotor activity and fecal boli deposits or defecation1. However, these two measures have been shown in some studies to be unrelated supporting the conclusion that emotionality in rodents is multidimensional5. Regardless, discrepancies in the literature regarding these measures and emotionality or anxiety in mouse models may be attributed to differences in analysis criteria or differences in testing procedures. Studies have conclusively linked results from OFM analysis with other measures of anxiety when comparing mouse models8.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры, выполняемые здесь были представлены и одобрены IACUC (Управление научных исследований соответствия) и были проведены в соответствии с руководствами NIH. Мыши используются в поведенческой тестирования парадигмы были наивны и не используется для других испытаний. C57BL / 6 дикого типа и Knock Out мышей используемые в настоящем Протоколе были описаны ранее 9 и данные, представленные здесь, с этой рукописи.

1. Подготовка комнату тестирования и в открытом грунте аппарата

  1. Используйте Многоквартирный открытом поле лабиринт (OFM), состоящий из четырех камер деятельности был использован для анализа (рисунок 1). Каждая камера измеряется 50 см (длина) х 50 см (ширина) х 38 см (высота) и был сделан из белого высокой плотности и непористого пластика.
  2. Текстура полы в лабиринте на тягу во время передвигаться в то время как лабиринт стены были гладкими. Лабиринт квадранта были совершенно пустыми для целей данного испытания. При рассмотрении остальной части этой протоCol, один квадрант лабиринт, описанной выше, будут использоваться для демонстрации OFM.
  3. Протрите камеру с 95% этанола до использования и перед последующими испытаниями, чтобы удалить любые обонятельные ключи, оставленные предыдущим темы мыши.
  4. Разрешить этанол полностью испариться до испытания мышей. Это может занять 5-10 минут между каждым тестирования сессии.
  5. Для этого анализа используют программное обеспечение SMART отслеживания видео из PanLab / Harvard аппарата для записи и оценки движения мыши.
    Примечание: Любое коммерческое камеры слежения видео и программное обеспечение может быть использована для отслеживания испытуемый и оценивать результаты открытом поле лабиринта. Это очень важно для конечного пользователя, чтобы понять, как калибровать и запустить программное обеспечение, используемое для каждого отдельного анализа. Независимо от видеокамеры и слежения программного обеспечения, используемого, наилучшие результаты получаются, когда камера и программное обеспечение правильно откалиброван в соответствии с инструкциями изготовителя.
  6. Выполните тестирования яСтандарт на освещенной комнате, способные содержать лабиринт аппарат и компьютер, необходимый для запуска программного обеспечения. Приостановить видеокамеру над лабиринтом либо присоединением его к потолку или с помощью каких-либо повышенный систему поддержки, которая позволяет объектив камеры, чтобы увидеть всю область лабиринт (рис 2).
  7. Как человека администратора теста, убедитесь, что у вас достаточно места в комнате, чтобы быть полностью ненаблюдаемой по испытуемых в лабиринте, чтобы не влиять на поведение мышей.

2. Подготовка программного обеспечения для измерения активности

  1. Откройте программное обеспечение отслеживания видео.
  2. После того, как программное обеспечение открыто, переместить курсор к опции «отслеживания Single-субъект», расположенный на вкладке "Сбор данных" и одним щелчком мыши, чтобы открыть эту опцию.
  3. Выберите опцию "статичный фон", расположенную в нижней части экрана.
  4. После выбора "статич" является выбралип, необходимо использовать программное обеспечение, чтобы сделать снимок лабиринта перед добавлением испытуемых. Для этого переместите курсор на кнопку "Фото", расположенной в нижней части экрана и одним щелчком мыши.
    ПРИМЕЧАНИЕ: программное обеспечение будет сфотографировать сценария без испытуемого, который будет вычтен из изображения, полученного в процессе слежения. Это приводит к только движение объекта анализируются с помощью программного обеспечения.
  5. Убедитесь, что фоновое изображение, сделанная выше полностью удаляется с помощью программного обеспечения отслеживания, перемещая курсор на кнопку «Тест», расположенную в нижней части экрана и нажав один раз. Твердое белое поле будет показано, если фоновое изображение полностью удаляется из изображения слежения. Если условия освещения изменить или лабиринт случайно удален, то вы увидите черные "тени" в этой области, указывающее, что два изображения не вполне совпадают. Чтобы исправить эту ситуацию, просто повторите Steр 2,4 выше.
  6. После подтверждения параметров фона, используйте опцию синхронизации настроить путь время контролируется во время приобретения. Для этого переместите курсор на вкладку "Конфигурация" и щелкните один раз по заголовку "Временные". Используйте открывшемся окне ввести экспериментальные параметры.
  7. Для этого протокола, выбрал вариант "запрограммированного времени", как 10-минутного периода отслеживания. Установите "Латентный период" для 5 сек, чтобы позволить пользователю время, чтобы поместить курсор в центре лабиринта и отойти до начала отслеживания. Введите "время приобретение" 10 мин на протяжении всего испытания. Установите "Стоп контроль" в положении "Когда запрограммированное время (10 мин) составляет более", который будет автоматически выключать камеру и функцию отслеживания программного обеспечения.
  8. Наведите курсор на кнопку "Закрыть" после все замеры были установлены, чтобы закрыть окно. Теперь вы готовы, чтобы начать тестчисле процедуру.

3. Администрация Теста открытом поле

ПРИМЕЧАНИЕ: пакет программного обеспечения, используемого в данном протоколе позволяет отслеживать до 16 отдельных мышей в одно время. Для простоты завершения и, как упоминалось выше, протокол обсуждается здесь для одной мыши с помощью одного квадранта OFM. Для оборудования, применяемого для данного протокола, максимум 4 отдельных мышей может быть прослежен, используя каждый квадрант лабиринт. Если использование лабиринт с несколькими корпуса, поставив первым субъектом мышь на определенной квадранте, поместите оставшиеся мышей в их соответствующих лабиринт квадранте для отслеживания анализа. Для целей данного протокола, дополнительно команд будет специфичные для одного квадранта в лабиринте.

  1. Принесите мышей в их клетках от их жилья комнаты в комнату тестирования. Разрешить мыши, чтобы акклиматизироваться к процедурной комнате в течение как минимум 30 мин до начала испытания.
  2. Удалить одну мУЗ от дома клетке, осторожно держа за хвост и поместите курсор в середине открытого поля лабиринт, одновременно активизируя Smart Software по однократным щелчком на кнопке Пуск, чтобы начать отслеживание движения мыши. Это нормально для мыши сразу же перейти к периферии стен лабиринта и сроках релиза и отслеживания захват мыши должны совпадать, чтобы записать это движение.
  3. Разрешить свободное и бесперебойное движение объекта мыши на соответствующей четверти лабиринте для одного периода 10 мин, во время которого, отслеживания программного обеспечения будет записывать движение (рис 3).
  4. В конце испытательного периода, забрать предмет мышь мягко, удаляя его из лабиринта и вернуть его в исходное клетке.
  5. Перед очисткой лабиринт, визуально подсчет фекальных Боли гранулы, присутствующие в лабиринте и вручную записывать номера для дальнейшего анализа.
  6. Удалить все фекальные шарики и протрите все пятна мочеиспускания, Спрей пол и стены лабиринта квадранте с 95% этанола и протрите чистой бумажной салфеткой. Разрешить раствор этанола, чтобы полностью сухой до испытания других мышей.
  7. Повторите процедуру со следующей мыши.

4. Измерение и анализ поведения во время процедуры тестирования

ПРИМЕЧАНИЕ: Для измерения, три аспекта поведения открытом грунте легко охарактеризовать, используя этот протокол (см обсуждение). Краткая инструкция о том, как получить доступ к этим измерений в программном обеспечении отслеживания видео ниже.

  1. В главном экране Smart Software, переместите курсор на "зонах" на вкладке и одним щелчком мыши "определение", чтобы открыть редактор зоны.
  2. Следуйте подробной инструкции в руководстве по SMART пользователя программного обеспечения вы определить зоны или сетки для наложения на путях слежения. Здесь программное обеспечение было использовано для определения 5 х 5 сетку 10 см квадратов, покрывающих пол лабиринта ( Рисунок 4). Будьте уверены, чтобы сохранить файл зоны, созданные до закрытия редактор зоне.
  3. В главном экране Smart Software, переместите курсор на вкладку "Анализ" и одним щелчком мыши, чтобы открыть окно Анализ данных.
  4. Наведите курсор на вкладку "Файл" и откройте файл зоны, созданный выше.
  5. Наведите курсор на вкладку "Конфигурация" и откройте "Track Analysis". Это откроет окно "Конфигурация Single-субъект анализа».
    1. Наведите курсор на вкладку "Standard" и переместите параметр "Путешествовал расстояние" от списка доступных параметров (левая сторона) к включенному в окне Параметры (правая сторона).
    2. Наведите курсор на вкладку "Зоны переходов" и переместить все соответствующие параметры в окне входили параметры, как указано выше.
    3. Убедитесь, что окно "Полное Track" проверяется в нижней части окна.
    4. Moве курсор на кнопку ОК и закройте Single-субъект окно настройки анализа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от анализа вы хотите выполнить, и многие другие опции могут быть выбраны в этом окне для добычи данных анализа. Читайте подробную инструкцию по эксплуатации в вашей конкретной программы, чтобы определить, какие параметры являются наиболее важными для анализа ваших данных.
  6. На вкладке Файл в верхнем левом углу окна программы, откройте единого окна при условии дорожки и поставьте галочку рядом с анализируются все треки. Подведите курсор к кнопке галочка в верхней части окна и нажмите, чтобы закрыть окно Track Explorer.
  7. Наведите курсор на кнопку "Go" в окне Анализ данных и одним щелчком мыши, чтобы начать анализ данных дорожки.
  8. Анализ данных может быть выведен либо как ASCII текстовых файлов или это может быть непосредственно экспортированы в таблицы Excel. Используйте выходные инструментов программного обеспечения, которые вы используете для вывода дата для собственного использования.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Всего пройденное расстояние и время, проведенное в указанных зонах будет выводиться после шагов анализа данных, указанных выше. Опять же, следует подчеркнуть, что шаги, чтобы достичь этих измерений представлены здесь будет отличаться в зависимости от программного обеспечения пользователя используется. Но сами данные и интерпретация результатов должна быть похожа зависит от используемого программного приложения. Стоит также отметить, что смещение администратор тест удаляется из данного протокола, как и все собранные данные количественно измеренных данных с помощью программного обеспечения, а не администратором. Таким образом, нет qualifiable элемент данных, собранных как описано выше.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Среднее количество особей на штамме мышей, испытанных в большинстве случаев примерно от 20 до получения достаточной статистической значимости. Тем не менее, это число может быть в диапазоне 8-30 в зависимости от наличия мыши. В зависимости от измерения или сравнения требуется, это также в...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Открыть поле лабиринт является одним из наиболее широко используемых платформ в животных поведенческих исследований. Ряд важных традиционных и этологии параметров 2,4 могут быть собраны и проанализированы в ходе выполнения OFM. Эти данные позволяют исследователю оценить поведен?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

The authors have nothing to disclose.

Благодарности

This work was supported by The National Institute of Health (NIH-2RO1NS033661) and by the Alabama Agricultural Experiment Station (HATCH ALA021-1-09017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Multi Unit Open Field TestSan Diego Instruments, Inc.White 7001-0354Any single or multi unit open field maze can be used
SMART DT Tracking SoftwarePanLab/Harvard Apparatus76-0695Any tracking software can be utilized with this protocol
Sony 990x Video Camera RecorderSonyCCD-TRV328Any suitable video camera can be attached to computer for recording tracking profiles.

Ссылки

  1. Hall, C. S. Emotional behavior in the rat: defecation and urination as measures of individual differences in emotionality. J. Comp. Psychol. 18, 385-403 (1934).
  2. Walsh, R. N., Cummins, R. A. The open field test: a critical review. Psychol. Bull. 83, 482-504 (1976).
  3. Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur. J. of Pharm. 463, 3-33 (2003).
  4. Choleris, E., Thomas, A. W., Kavaliers, M., Prato, F. S. A detailed ethological analysis of the mouse open field test: effects of diazepam, chlordiazpoxide and an extremely low frequency pulsed magnetic field. Neurosci. Biobehav. Rev. 25, 235-260 (2001).
  5. Ramos, A. Animal Models of anxiety: do I need multiple tests. TIPS. 29, 493-498 (2008).
  6. Archer, J. Tests for emotionality in rats and mice: a review. Anim. Behav. 21, 205-235 (1973).
  7. Gray, J. A. Emotionality in male and female rodents: a reply to Archer. Brit. J. Psych. 70, 425-440 (1979).
  8. Carola, V., D’Olimpio, F., Brunamonti, E., Mangia, F., Renzi, P. Evaluation of the elevated plus-maze and open-field tests for the assessment of anxiety-related behavior in inbred mice. Behav. Brain Res. 134, 49-57 (2002).
  9. Ramesh Babu, J., Seibenhener, M. L., Peng, J., Strom, A. L., Kemppainen, R., Cox, N., Zhu, H., Wooten, M. C., Diaz-Meco, M. T., Moscat, J., Wooten, M. W. Genetic inactivation of p62 leads to accumulation of hyperphosphorylated tau and neurodegeneration. J. Neurochem. 106, 107-120 (2008).
  10. Simon, P., Dupuis, R., Costentin, J. Thigmotaxis as an index of anxiety in mice: influence of dopaminergic transmissions. Behav. Brain Res. 61, 59-64 (1994).
  11. Denenberg, V. H. Open-field behavior in the rat: what does it mean. Ann. N.Y. Acad. Sci. 159, 852-859 (1969).
  12. Stanford, S. C. The open field test: reinventing the wheel. J. Psychopharm. 21, 134-135 (2007).
  13. Ennaceur, A. Tests of unconditional anxiety – pitfalls and disappointments. J. Phys. Behav. 135, 55-71 (2014).
  14. Borta, A., Schwarting, R. K. Inhibitory avoidance, pain reactivity, and plus-maze behavior in Wistar rats with high versus low rearing activity. J. Phys. Behav. 84, 387-396 (2005).
  15. Costall, B., Jones, B. J., Kelly, M. E., Naylor, R. J., Tomkins, D. M. Exploration of mice in a black and white test box: validation as a model of anxiety. Pharmacol. Biochem. Behav. 32, 777-785 (1989).
  16. Bouwknecht, J. A., Paylor, R. Pitfalls in the interpretation of genetic and pharmacological effects on anxiety-like behavior in rodents. Behav. Pharm. 19, 385-402 (2008).
  17. Webster, D. G., Baumgardner, D. J., Dewsbury, D. A. Open field behavior in eight taxa of muriod rodents. Bull. Psychonom. Soc. 13, 90-92 (1979).
  18. Wilson, R. C., Vacek, T., Lanier, D. L., Dewsbury, D. A. Open field behavior in muroid rodents. Behav. Biol. 17, 495-506 (1976).
  19. Crawley, J. N. Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice: experimental designs and evaluation of general health, sensory functions, motor abilities and specific behavioral tests. Brain Res. 835, 18-26 (1999).
  20. Simon, P., Dupuis, R., Costentin, J. Thigmotaxis as an index of anxiety in mice. influence of dopaminergic transmissions. Behav. Brain Res. 61, 59-64 (1994).
  21. Miller, B. H., Schultz, L. E., Gulati, A., Su, A. I., Pletcher, M. T. Phenotypic characterization of a genetically diverse panel of mice for behavioral despair and anxiety. PLoS One. 5, e14458(2010).
  22. Tannenbaum, B., Anisman, H. Impact of chronic intermittent challenges in stressor-susceptible and resilient strains of mice. Biol. Psych. 53, 292-303 (2003).
  23. Lister, R. G. Ethologically-based animal models of anxiety disorders. Pharmacol. Ther. 46, 321-340 (1990).
  24. Kulesskaya, N., Voikar, V. Assessment of mouse anxiety-like behavior in the light-dark box and open-field arena: role of equipment and procedure. Phys. Behav. 133, 30-38 (2014).
  25. Han, H., Du, W., Zhou, B., Zhang, W., Xu, G., Niu, R., Sun, Z. Effects of chronic fluoride exposure on object recognition memory and mRNA expression of SNARE complex in hippocampus of male mice. Biol. Trace Elem. Res. 158, 58-64 (2014).
  26. Barrow, P., Leconte, I. The influence of body weight on open field and swimming maze performance during the post-weaning period in the rat. Lab. Animals. 30, 22-27 (1996).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

96Thigmotaxis

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены