Name: analyzing spatial learning and prosocial behavior in mice using the barnes maze and damsel-in-distress paradigms
Uploaded: 2018-11-17T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms at JoVE.com

Wij bij Hampden-Sydney College geven erkenning en waardering Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee en Anton Kheirani voor hun betrokkenheid bij de testprotocollen voor de Barnes doolhof en Damsel-in-nood experimenten. Ook bedank we James Foster aan Randolph-Macon College voor de bouw van de doolhof Barnes en de Randolph-Macon College Departement Biologie voor het verstrekken van testen ruimte.

Alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik Comité (IACUC) van Hampden-Sydney College of Randolph-Macon College (waar wat werk was eerder uitgevoerd).
1. eenvoudige behuizing van muizen
<ol><li>Het huis van de muizen in kunststof kooien met solide bodems en zijden en een laag zacht beddengoed en nesten materiaal zoals papier shredder. Gebruik van beddengoed, dat is samengesteld uit geraspte maïskolven of houtspaanders, en ervoor t...

<ol>
	<li>Sunyer, B., Patil, S., H&#246;ger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barnes+maze,+a+useful+task+to+assess+spatial+reference+memory+in+the+mice.">Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice.</a> Protocol Exchange. 2007, (2016).</li><li>Vorhees, V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+Spatial+Learning+and+Memory+in+Rodents.">Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents.</a> ILAR Journal. 55 (2), 310-332 (2014).</li><li>Barnes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory+deficits+associated+with+senescence:+A+neurophysiological+and+behavioral+study+in+the+rat.">Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat.</a> Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (1), 74-104 (1979).</li><li>Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+anxiety+and+stress+responses+in+water+maze+and+Barnes+maze+spatial+memory+tasks.">Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks.</a> Behavioural Brain Research. 198 (1), 247-251 (2009).</li><li>Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+phenotyping+assays+for+mouse+models+of+autism.">Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism.</a> Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 490 (2010).</li><li>Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Empathy+and+pro-social+behavior+in+rats.">Empathy and pro-social behavior in rats.</a> Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).</li><li>Langford, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+modulation+of+pain+as+evidence+for+empathy+in+mice.">Social modulation of pain as evidence for empathy in mice.</a> Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).</li><li>Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+transfer+of+pain+in+mice.">Social transfer of pain in mice.</a> Science Advances. 2 (10), e1600855 (2016).</li><li>Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+and+habituation+of+immediate+early+gene+expression+in+rat+brain+by+acute+and+repeated+restraint+stress.">Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress.</a> Journal of Neuroscience. 14 (10), 5929-5938 (1994).</li><li>Watanabe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Empathy+and+reversed+empathy+of+stress+in+mice.">Empathy and reversed empathy of stress in mice.</a> Public Library of Science (PloS) One. 6 (8), e23357 (2011).</li><li>Portfors, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Types+and+functions+of+ultrasonic+vocalizations+in+laboratory+rats+and+mice.">Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46 (1), 28-34 (2007).</li><li>Houl&#233;, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+ethanol+exposure+during+late+mouse+neurodevelopment+results+in+long+term+deficits+in+memory+retrieval,+but+not+in+social+responsiveness.">Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness.</a> Brain and Behavior. , (2017).</li><li>Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+ultrasound+in+laboratories+and+animal+houses:+A+possible+cause+for+concern+in+the+welfare+and+use+of+laboratory+animals.">Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals.</a> Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).</li><li>Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+mouse+behavior:+Interactions+with+laboratory+environment.">Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment.</a> Science. 248, 1670-1672 (1999).</li><li>Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+shortened+Barnes+maze+protocol+reveals+memory+deficits+at+4-months+of+age+in+the+triple-transgenic+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease.</a> PloS One. 8 (11), (2013).</li><li>Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+prenatal+cocaine+on+Morris+and+Barnes+maze+tests+of+spatial+learning+and+memory+in+the+offspring+of+C57BL/6J+mice.">Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice.</a> Neurotoxicology and Teratology. 22 (4), 547-557 (2000).</li><li>Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+nonspatial+escape+strategies+in+the+Barnes+maze.">Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze.</a> Learning and Memory. 13 (6), 809-819 (2006).</li><li>O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning,+memory+and+search+strategies+of+inbred+mouse+strains+with+different+visual+abilities+in+the+Barnes+maze.">Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze.</a> Behavioural Brain Research. 216 (2), 531-542 (2011).</li><li>Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+social+interaction+behaviors.">Assessment of social interaction behaviors.</a> Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).</li></ol>

De doolhof Barnes en de Damsel-in-nood-experimenten zijn goedkoop, snel en relatief eenvoudig manieren ruimtelijke leren, motorische activiteit, en prosociaal gedrag bij muizen te evalueren. Andere voordelen zijn het ontbreken van openlijke stressoren, pijn of voedsel beperking voor het dier. Zoals de meeste leren/geheugen paradigma's is een nadeel van de doolhof Barnes het aantal experimenten nodig zijn voor de dieren om te leren waar het gat van de doelgroep zich bevindt en voer.
Gegevensver...

Het doel van dit protocol is voor het meten van de ruimtelijke leren en geheugen in muizen met behulp van de Barnes doolhof, alsmede sociale responsiviteit en voortbewegen met behulp van de jonkvrouw-in-nood-paradigma. Gebruikte ruimtelijke leren en geheugen testen voor knaagdieren omvatten de radiale arm doolhof, die meet van een muis vermogen verborgen om voedsel te vinden in één van de takken van een multi-armig apparaat, en de Morris water maze, waardoor een muis in een grote kuip of pool van water en analyseert hoe lang het duurt om te vinden een verborgen onderwater platform. Meestal, opleiding voor deze paradigma's omvat meerdere proeven en laat het meten van zowel het leren van de tarieven van de acquisitie en retentie door middel van korte termijn en lange termijn geheugen proeven.
Hoewel de radiaal-arm doolhof en de Morris water maze betrouwbare manieren om geheugen te testen in knaagdieren zijn, presenteren ze complicaties voor sommige onderzoekers. Beide doolhoven ontbering of sterke aversieve stimuli gebruiken als versterking1. De radiale arm doolhof gebruikt voedsel ontbering om ervoor te zorgen dat knaagdieren naar behoren gemotiveerd om te vinden van een beloning van voedsel. De Morris water maze, kunnen de effecten van stress veroorzaakt door een gedwongen duik resultaten in de muizen2wijzigen.
De doolhof Barnes is een alternatieve ruimtelijke bewustzijn taak waarvoor knaagdieren te leren van de positie van een hole om te ontsnappen aan de oppervlakte van lichte, open doolhof3. Zwakke aversieve stimulatie (licht of geluid) wordt vervolgens toegepast, vergroot de kans dat muizen aan het platform ontsnappen zal. De doolhof Barnes vereist geen voedsel ontbering, dus de hoeveelheid dierlijke voorbereiding is minder dan in de radiale arm doolhof. Het kan worden gebruikt zonder conflict door onderzoekers die onderzoek naar gedrag of moleculen eten, hormonale verordening of hypothalame trajecten is gekoppeld.
De doolhof Barnes heeft ook voordelen ten opzichte van de Morris water maze. Het is minder belastend dan de Morris water maze, waardoor minder verhoogde niveaus van corticosterone in muizen4. Bovendien, het is veel eenvoudiger te monteren en minder speciale ruimte vereist tijdens de test procedure en opslag.
De jonkvrouw-in-nood-test is een eenvoudige tweedelige experiment dat motorische activiteit gevolgd door prosociaal gedrag kan beoordelen. De jonkvrouw-in-nood-bepaling is ontworpen om verkennend gedrag en sociale responsiviteit van een mannelijke knaagdieren in reactie op een prikroller vrouwelijke knaagdier te beoordelen. Een veelgebruikte methode om te beoordelen gezelligheid (evenals voorkeur voor sociale nieuwheid) is het gebruik van Crawley van drie-kamer gezelligheid test, die de vrije keuze van een muis om tijd in de buurt van of weg van andere muizen5beoordeelt.
Gelijkaardig aan Crawley van drie-kamer gezelligheid test, de jonkvrouw-in-nood-test meet ook vrije keuze over hoe om tijd in aanwezigheid van een andere muis, maar het biedt ook metingen voor diepere aspecten van het sociaal functioneren: 1) In de Jonkvrouw-in-nood assay, de gevangen vrouwelijke muis wordt gehouden in het middelpunt van een open veld, zodat de potentiële afkeer van het mannetje naar een open veld is ontpit tegen zijn rijden naar sociaal ontdekken of onderzoeken van een verontruste vrouwelijke conspecific. 2) het Damsel-in-nood-objectmodel biedt ook een manier om te beoordelen van prosociaal en empathisch gedrag in reactie op de muis gevangen, die niet vaak in muizen onderzocht is.
Dierlijke empathie is zeker waarneembare en meetbare, hoewel niet veel paradigma's bestaan voor dit doel. Bijvoorbeeld bij ratten, kan een gevangen kooi partner veroorzaken een staat van prosociaal motivatie, waar ratten werken zal om het gevangen dier vrij. In feite zal ratten kiezen om te helpen het gevangen dier nog vóór het openen van een soortgelijke container met een chocolade snack, dan toegang tot de chocolade en delen met de newly vrijgelatene rat6.
Maatregelen voor empathy in muizen zijn gewoonlijk het besmeuren van pijn; muizen die kijken naar andere muizen in pijn zijn inderdaad gevoeliger voor pijn zelf7,8. Terughoudendheid stress is een gekarakteriseerd fenomeen in knaagdieren en schok te onderzoeken van stress reacties, als een maatregel voor empathy in muizen9,10heeft zijn gekoppeld.
Er zijn ethische overwegingen gekoppeld geïnduceerde pijn of schok, zodat stress-inducerende alternatieven nodig zijn. We ontwikkelden het paradigma Damsel-in-nood als een maatregel van empathisch gedrag in de afwezigheid van pijn of shock behandeling. De gevangen muizen in ons protocol Damsel-in-nood vertonen openlijke nood na slechts enkele momenten zoals ze zijn niet in staat om te draaien in de kleine container, maar ze ongedeerd zijn terwijl het verstrekken van een kans voor andere muizen inspelen op hun nood.
Om te beginnen de beoordeling Damsel-in-nood, wordt een mannelijke muis geplaatst in een grote roman arena met een kleine lege centrale cilinder. Verkennend gedrag worden opgenomen voor enkele minuten, met inbegrip van hoeveel secties van de arena zijn gekruist en hoeveel tijd wordt besteed in de open middengebied. Deze methode biedt een snelle en gemakkelijke manier om uit te sluiten motorische tekorten als een potentiële confounder in een leersituatie dat gecoördineerde verkeer voor succesvolle afronding vereist. Het biedt ook een fundamentele maatregel van hoe veel afkeer van het open veld aanwezig is. Beide maatregelen kunnen Barnes doolhof prestaties beïnvloeden.
Na de eerste verkenning, het mannetje wordt verwijderd uit de arena en een vrouwelijke muis wordt geplaatst in een gesloten, kleine duidelijk centrale cilinder (vergelijkbaar met die gebruikt voor het verzamelen van bloed van muizen). Vervolgens de oorspronkelijke mannelijke muis is opnieuw in de arena, en experimentele gedrag is opnieuw scoorde. Het paradigma Damsel-in-nood beoordeelt of een muis geïnteresseerd in een sociale interactie op basis van wijzigingen in gedragspatronen is wanneer een gevangen vrouw aanwezig is (scoorde door de tijd doorgebracht in het centrum-plein en het aantal graven afleveringen) en of de muis vertoont prosociaal gedrag naar de gevangen vrouw (scoorde door de hoeveelheid cilinder onderzoeken en contact evenementen met de gevangen vrouwelijke). De assay Damsel-in-nood kan worden gebruikt voor het meten van een neiging tot sociale nieuwigheid (vergelijkbaar met Crawley van drie-kamer gezelligheid test) afhankelijk van of de onderzoekers een bekende of nieuwe muis val.
Samen de Barnes doolhof en Damsel-in-nood experimenten mogelijk de nauwkeurige evaluatie van muis leren mogelijkheden en sociale responsiviteit in de afwezigheid van zeer belastend stimuli. Net als bij alle gedrags testen, moeten deze experimenten worden uitgevoerd met grote gevoeligheid voor de dierlijke ervaring, minimaliseren van de hinder ondervinden van het dier.
Zoals de meeste doolhoven, verschillen in motorische activiteit invloed kunnen hebben op prestaties op de Barnes doolhof, zodat onderzoekers ook de motorische activiteit, evalueert vooral bij gebruik van de Barnes doolhof te beoordelen van leren in muizen met mutaties die (zoals afbreuk kunnen doen aan beweging die gevonden in muismodellen van de ziekte van Huntington, of die blootgesteld aan toxines die kunnen veroorzaken van hyperactiviteit of retard verkeer, zoals ethanol). Bovendien, doolhof en kamer oppervlakken moeten grondig worden schoongemaakt en beddengoed veranderd tussen elk dier om te voorkomen dat geur cue kunstdiscours.
Nog belangrijker is, alle materialen kunnen worden vervaardigd met een minimale financiële investering ter plaatse en de kleine fysieke voetafdruk van deze tests betekent dat deze experimenten kunnen worden gerepliceerd in bijna elke omgeving, waardoor voor grote flexibiliteit. Dit type van toegankelijkheid kan goede wetenschap op kleinere instellingen met beperkte middelen of in situaties waar pilot gegevens moet worden verzameld snel in het ontbreken van substantiële steun moet worden uitgevoerd.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1391px;" width="1389">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Damsel-in-Distress</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:317px;"></td>
			<td style="width:731px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">50 mL conical tube</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:317px;">14-432-22</td>
			<td>Any brand of 50 mL conical tube will work</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubber bands</td>
			<td>Sprano Brand</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Size 62, used to keep caps held to plywood</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">hammer</td>
			<td style="width:127px;">Grainger</td>
			<td style="width:317px;">6R252</td>
			<td>Any standard hammer will work</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">nail (size 8D)</td>
			<td style="width:127px;">Grainger</td>
			<td style="width:317px;">4NFE3</td>
			<td>Similarly-sized nails should work just as well</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">opaque, topless plastic box</td>
			<td style="width:127px;">AcmePlastics</td>
			<td style="width:317px;">CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025</td>
			<td>Opaque plastic, cut to size (30 cm L x 19 cm W x 3-6 cm H). Step may be added to ensure no more than a 3.5 cm entrance depth for the mouse.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">video camera (smartphone)</td>
			<td style="width:127px;">N/A</td>
			<td style="width:317px;">N/A</td>
			<td>Any camera-equipped smartphone will work</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">bite-resistant gloves</td>
			<td style="width:127px;">Kent Scientific</td>
			<td style="width:317px;">GLVDYN02</td>
			<td>Any brand offering appropriate protection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">transparency sheet</td>
			<td style="width:127px;">Staples</td>
			<td style="width:317px;">954145</td>
			<td>Any brand of clear plastic sheet will work, used for scoring&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Barnes Maze</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Petri Dishes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>353025</td>
			<td>Spray painted and used as covers for Barnes maze holes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plywood (3/4 in.)</td>
			<td>LP Building Products</td>
			<td>22487</td>
			<td>To contruct Barnes maze</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spray Paint</td>
			<td>Krylon</td>
			<td>1274937</td>
			<td>Used to paint petri dish caps black, white paint used to paint plywood</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cup Hooks (5/8 in.)</td>
			<td>Ace Hardware</td>
			<td>5360615</td>
			<td>2 used on either side of ventral hole surfaces; rubberband wraps around hooks to hold cap flat</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Poster Board</td>
			<td>Creatology</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Used at edges of maze as extra cues</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Light Bulbs</td>
			<td>Phillips</td>
			<td>n/a</td>
			<td>100W light bulb, used to during the trials</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubber bands</td>
			<td>Sprano Brand</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Size 62, used to keep caps held to plywood</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultrasonic noisemaker</td>
			<td style="width:127px;">Victor mini PestChaser</td>
			<td>M753SN</td>
			<td>Used as aversive stimuli</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analyzing spatial learning and prosocial behavior in mice using the barnes maze and damsel-in-distress paradigms

De doolhof Barnes is een betrouwbare maat voor ruimtelijke leren en geheugen die geen voedsel beperking of blootstelling aan zeer belastend prikkels vereist. De Barnes doolhof kan ook andere muis gedrag, zoals algemene motivatie om te ontsnappen uit het doolhof platform en experimentele gedrag beoordelen. De doolhof Barnes kunt meten of een genetische mutatie of omgevingsvariabele kan invloed op de verwerving en instandhouding van ruimtelijke herinneringen, evenals vindt u informatie over de zoekstrategie in dienst van de muizen. Hier gebruiken we de Barnes doolhof te detecteren een geheugen tekort in volwassen muizen na een enkele developmental ethanol blootstelling evenement. Het zojuist beschreven Damsel-in-nood-paradigma bloot een mannelijke muis een vrouwelijke muis gevangen in een kamer in het open veld van de arena. Het biedt een gelegenheid voor de muis sociaal reageren op de gevangen vrouw en prosociaal gedrag vertonen. Het paradigma Damsel-in-nood kan ook worden gebruikt om te onderzoeken muisgedrag in een roman van de arena en de maatregel van de motorische activiteit. Zowel de Barnes doolhof en de Damsel-in-nood-protocollen vereist minimale financiële investering en de meeste aspecten van de tests kunnen worden geconstrueerd uit gemeenschappelijke lab benodigdheden. Deze hulpmiddelen flexibel en toegankelijk kunnen ook worden gebruikt om op te sporen gedragsveranderingen in de loop van de ontwikkeling.

De doolhof Barnes
Om te illustreren hoe de Barnes doolhof kan worden gebruikt, onderzochten we of een eenmalige vroege ethanol blootstelling een verschil in het leren in de loop van de ontwikkeling van de muis veroorzaakt. C57Bl6/J muizen werden ofwel ingespoten met een oplossing van de ethanol 2,5 g/kg (n = 8) of met zoutoplossing (n = 6) tweemaal, twee uur uit elkaar, op postnatale dag 6. We de dieren...

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms at JoVE.com

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

Analyseren van ruimtelijke leren en prosociaal gedrag in muizen met behulp van de Barnes doolhof en Damsel-in-nood paradigma 's

Dit protocol meet ruimtelijke leren en geheugen met behulp van de Barnes doolhof. Een roman jonkvrouw-in-nood-paradigma wordt gebruikt ter beoordeling van motorische activiteit en prosociaal gedrag in muizen.

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de gedragsneurowetenschappen veld over de vraag of een genetische mutatie of omgevingsvariabele kan invloed hebben op sociaal gedrag of de verwerving en het behoud van ruimtelijke herinneringen. De belangrijkste voordelen van deze technieken zijn dat beide studies eenvoudig kunnen worden geconstrueerd met minimale financiële investeringen en dat geen van beide protocol vereist dat de dieren extreme of stressvolle stimuli ervaren. De Damsel in Distress methode kan inzicht geven in de muis pro-sociaal gedrag, maar het kan ook worden gebruikt als een empathie maatregel in andere zoogdier model organismen.Reinig alle doolhofcomponenten met water en 70% ethanol voordat u begint met de Barnes Maze Testing Procedure. Wanneer de componenten droog zijn, monteer het doolhof en willekeurig toewijzen elke muis aan een doelgat te gebruiken tijdens de testperiode. De gaten kunnen worden gelabeld een tot 20 op de bodem van het doolhof of aan de buitenkant van het doolhof omtrek waar ze niet zichtbaar zijn vanuit het doolhof.Om een trainingstest te starten, vervang je de toegewezen gatschijf door een zwarte doos van 23 bij 11 centimeter en gebruik je elastiekjes en haken om de doos stevig aan het doolhof te bevestigen. Plaats vervolgens een muis op het midden van het Barnes Maze onder een kopje en laat de muis 30 seconden acclimatiseren. Aan het einde van de acclimatisatieperiode, beginnen met de video-opname en zet de lichte en ultrasone ruis maker.Til de beker op via een snaarmechanisme om te voorkomen dat de oorspronkelijke kop van het dier wordt beïnvloed en start een timer achter een observatiegordijn. Volg de bewegingen van het dier op een stuk papier met een diagram van het doolhof en gebruik het diagram om de zoekstrategieën van de muis te analyseren en om het aantal gaten te bepalen dat in het kwadrant tegenover het doel is onderzocht. Wanneer de muis het doelgat binnenkomt, bedek het gat met een zwaar ondoorzichtig bindmiddel en zet u de ultrasone ruismaker uit.Als de muis het doel na vijf minuten niet is binnengekomen, corral het dier in het doelgat. Laat de muis vervolgens ongestoord een minuut ongestoord in de doelkast blijven, zodat u het ultrasone geluid uitschakelt. Breng het dier vervolgens terug naar zijn kooi.Wanneer alle muizen zijn getest, handmatig bekijken van hun opname om de algehele beweging van de muis te volgen om het aantal onjuiste gaten onderzocht voor en na het doel is gevonden, evenals het aantal gaten van het doel gat naar het eerste gat onderzocht en een opmerkelijke verzorging gedrag te bepalen. Voor verkennend gedrag Damsel in Distress Testing, plaats een gesloten en lege stress kamer in het centrum van een empathie arena en beginnen met het opnemen met de geschorste camera. Plaats voorzichtig een mannelijke muis onder een kopje in de linkerbenedenhoek in de arena gedurende 30 seconden.Verwijder vervolgens de beker via een snaarmechanisme en laat de muis 10 minuten verkennen en zorg ervoor dat u tijdens de opname uit het gezichtsveld blijft. Aan het einde van de verkenningsperiode, beweeg de muis van de arena in een holding kooi voor vijf minuten en stop en sla de opname. Voor sociale responsiviteit Damsel in Distress Testing, voorzichtig handmatig beperken van een vrouwelijke muis en laat de muis in een terughoudendheid kamer.Sluit het open uiteinde van de kamer achter de muis en bevestig dat de muis niet in staat is om te draaien. Begin met opnemen met de hangende camera en plaats de bevestigingskamer in het midden van de arena. Laat het dier 10 minuten acclimatiseren en zorg ervoor dat het buiten het gezichtsveld blijft.Breng vervolgens de mannelijke muis van het wachtgebied 10 seconden terug naar de empathiearena en laat de mannelijke muis nog vijf minuten extra de arena verkennen en zorg ervoor dat hij uit het gezichtsveld blijft. Aan het einde van de verkenningsperiode, stop en sla het videobestand op en breng beide muizen terug naar hun kooien. Vervang vervolgens het maïsbed en ontsmet zowel de arena als de stresskamer met 70%-ethanol.Als u de gegevens wilt analyseren, opent u het videobestand in de juiste trackingsoftware en plaatst u een transparant blad over het scherm. Omtrek het vierkant van de arena met een marker en verdeel het arenaplein in negen gelijke compartimenten. Bekijk de videogegevens gedurende de eerste vijf minuten van de eerste verkennende maatregel met het opnemen van het aantal gekruiste compartimenten, de tijd die in het middenplein van de arena wordt doorgebracht, het aantal graaf- en grooming-afleveringen en het aantal keren dat de muis de lege middelste bevestigingskamer raakte.Bekijk vervolgens de videogegevens voor de vijf minuten van de sociale responsiviteitsmeting onmiddellijk nadat het mannetje opnieuw in de arena is geïntroduceerd met de gevangen vrouw die dezelfde gegevens opneemt als voor de eerste verkennende maatregel, maar het toevoegen van het aantal keren dat de mannelijke muis neuzen aanraakte met de gevangen vrouwelijke muis. Wanneer Barnes Maze getrainde neonaten worden uitgevoerd als volwassenen in een enkele lange termijn proef, de ethanol geïnjecteerd muizen hebben een hardere tijd herinneren waar het doel gat was gelegen dan zout geïnjecteerd controle dieren. Ethanol behandeld muizen ook onderzoeken aanzienlijk meer gaten in het tegenovergestelde kwadrant van het doel, wat wijst op een gebrek aan de juiste algemene ruimtelijke locatie herinneren en gebruik een sequentiële gat om te zoeken in een ring vormige mode totdat het gat is gevonden.In het Model Damsel in Nood kruisen oudere muizen meer pleinen dan jongere muizen. In aanwezigheid van een gevangen vrouwtje echter, mannelijke muizen van beide leeftijden besteden minder tijd aan het verkennen van de arena. Jonge mannen besteden meer tijd aan het graven tijdens hun tijd in de arena in aanwezigheid van een gevangen vrouwelijke muis dan wanneer alleen suggereert angst of pro-sociaal gedrag in de richting van de gevangen vrouw.Daarentegen raken mannelijke muizen de buis met het gevangen vrouwtje aan en starten ze als volwassenen aanzienlijk vaker contact met gevangen vrouwen dan als jongeren. Tijdens het proberen van deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om de omstandigheden constant te houden tussen en binnen de proeven om ervoor te zorgen dat de milieuvariabelen niet verwarren de resultaten van de studie. Na het eerste gebruik van deze gedragstesten, kunnen dezelfde dieren opnieuw worden getest op verschillende tijdstippen tijdens de ontwikkeling om vragen te beantwoorden over lange termijn geheugen en mogelijke veranderingen in sociaal gedrag.

Research

JoVE Journal

Behavior

Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

Contextuele en cued Fear Conditioning Test Met behulp van een video analysesysteem in Muizen

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Barnes Maze Teststrategieën met de kleine en grote knaagdieren modellen

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice

Het gebruik van het open veld Labyrint aan Locomotorische en angst-achtig gedrag in Muizen Meet

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 Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

De Double-H Maze: een robuuste Behavioral Test voor leren en geheugen in Knaagdieren

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

Plaats en Response Leren in de Open-veld Toren Maze

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

De herkenningstest roman-Object voor het onderzoek naar leren en geheugen in muizen

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Evaluatie van ruimtelijke geheugenvermindering in een muismodel van traumatische hersenletsel met behulp van een radiaal waterdierdool

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

The (Spatial) Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

The Spatial Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

De (ruimtelijke) Memory spel: Testen van de relatie tussen ruimtelijke taal, kennis van het Object en ruimtelijke cognitie

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Een gedrags Assay voor het onderzoeken van de rol van ruimtelijk geheugen tijdens instinctieve verdediging in muizen

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury

Paradigma's van de onderste extremiteit elektrische stimulatie opleiding na dwarslaesie

Skeletal muscle atrophy, increased adiposity and reduced physical activity are key changes observed after spinal cord injury (SCI) and are associated with ...