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

Vi på Hampden-Sydney College gi anerkjennelse og takknemlighet til Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee og Anton Kheirani for deres engasjement i testing protokoller for Barnes labyrinten og jomfru-i-nød eksperimenter. Vi vil også gjerne takke James Foster på Randolph-Macon College for bygging av Barnes labyrinten og Randolph-Macon College Institutt for biologi for å gi testing plass.

Alle metodene som er beskrevet her ble godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC) av Hampden-Sydney høyskole eller Randolph-Macon College (der noen var tidligere utført).
1. grunnleggende bolig av mus
<ol><li>Huset musene i plastmerder med solid bunnen og sidene og et lag med mykt sengetøy og hekke materiale som papir shredding. Bruk sengetøy som består av makulert korn cobs eller tre barbering, og sikre at sengetøy endres regelmessig for sanitær.</li>
	<li>Gi 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>

Barnes labyrinten og jomfru-i-nød eksperimenter er billig, rask og relativt lett måter å evaluere romlige læring, locomotor aktivitet og Piezo2 i mus. Andre fordeler inkluderer fravær av utilslørt stressorer, smerte eller maten begrensningen for dyret. Som de fleste læring/minne paradigmer er en ulempe av Barnes labyrinten antall forsøk kreves for dyr å lære hvor målet hullet ligger og angi.
Datainnsamling:
Data skal være konsekvent samlet da observere m...

Formålet med denne protokollen er å måle romlige læring og hukommelse i mus ved hjelp av Barnes labyrinten som sosiale respons og bevegelse bruker jomfru-i-nød paradigmet. Brukte romlige læring og hukommelse tester for gnagere inkluderer radial arm labyrinten, som måler en mus har muligheten til å finne skjulte mat i en arm av en multi-eiker apparater, og Morris vann labyrinten, som plasserer en mus i et stort badekar eller basseng med vann og vurderer hvor lang tid det tar for å finne en skjult undervanns plattform. Vanligvis trening for disse paradigmer spenner over flere forsøk og kan måle både oppkjøpet priser og oppbevaring gjennom kortsiktige og langsiktige minne studier.
Selv om radial-arm labyrinten og Morris vann labyrinten er pålitelige måter å teste minnet i gnagere, presenterer de komplikasjoner for noen forskere. Begge labyrinter bruke deprivasjon eller sterk aversive stimuli som forsterkning1. Radial arm labyrinten bruker mat deprivasjon for å sikre at gnagere er riktig motivert til å finne en næringen belønne. I Morris vann labyrinten, kan effekten av stress indusert av en tvunget svømme endre resultatene i mus2.
Barnes labyrinten er en alternativ romlige bevissthet oppgave som krever gnagere lære plasseringen av hull for å unnslippe den lyse, åpne labyrint overflate3. Svak aversive stimulering (lys eller lyd) brukes deretter for å øke sannsynligheten for at mus vil flykte fra plattformen. Barnes labyrinten krever ikke mat deprivasjon, så dyr forberedelse er mindre enn i radial arm labyrinten. Den kan brukes uten konflikt av forskere som undersøker atferd eller molekyler forbundet med spise, hormon regulering eller hypothalamus trasé.
Barnes labyrinten har også fordeler over Morris vann labyrinten. Det er mindre stressende enn Morris vann labyrinten, forårsaker mindre forhøyede nivåer av corticosterone i mus4. Dessuten, det er mye enklere å montere og krever mindre dedikert plass under testingen prosedyre og lagring.
Jomfru i nød analysen er en enkel todelt eksperiment som kan vurdere locomotor aktivitet etterfulgt av Piezo2. Jomfru i nød analysen er utformet for å vurdere utforskende atferd og sosial respons av en mannlig gnager svar på en fanget kvinnelige gnagere. Brukte metode for å vurdere omgjengelighet (samt preferanse for sosiale nyhet) er bruken av Crawley tre-kammer omgjengelighet test, som vurderer den frie valget av en mus til å tilbringe tid i nærheten eller andre mus5.
Ligner Crawley tre-kammer omgjengelighet test, jomfru-i-nød analysen måler også fritt valg om hvordan å bruke tid i nærvær av en annen mus, men det gir også målene for dypere aspekter av sosial funksjon: 1) i den Jomfru i nød analysen, fanget kvinnelige musen holdes i midten av et åpent felt, så hannens potensielle aversjon til et åpent felt er pitted mot sin kjøre å sosialt utforske eller undersøke en fortvilet kvinne conspecific. 2) jomfru-i-nød modellen gir også en måte å vurdere prosocial og empatiske atferd svar på fanget musen, som ikke har vært vanlige utforsket i mus.
Dyr empati er definitivt observerbare og målbare, men ikke mange paradigmer finnes for dette formålet. For eksempel i rotter, kan en fanget bur kompis indusere en tilstand av prosocial motivasjon, der rotter fungerer gratis fanget dyret. Faktisk vil rotter velge å fanget dyret selv før du åpner en lignende beholder som inneholder en sjokolade snack, deretter tilgang sjokolade og dele den med den nylig frigjorte rotte6.
Tiltak av empati i mus omfatter vanligvis påføre smerte; faktisk er mus som ser andre mus i smerte mer følsomme for smerte seg7,8. Tilbakeholdenhet stress er en preget fenomen i gnagere og har vært kombinert med sjokk å undersøke stressresponser, som et mål på empati i mus9,10.
Det er Etiske Betraktninger knyttet indusert smerte eller sjokk, så stress-inducing alternativer er nødvendig. Vi utviklet jomfru-i-nød paradigmet som et mål på empatiske atferd i fravær av smerte eller sjokk behandling. Fanget musene i våre jomfru-i-nød protokoll viser åpenbare tegn på distress etter bare flere øyeblikk som de ikke klarer å snu i små beholderen, men de er uskadd samtidig som det gir en mulighet for andre mus å svare på deres nød.
For å begynne jomfru-i-nød vurdering, er mannlige musen plassert i en stor romanen arena som inneholder en liten tomt sentrale sylinder. Utforskende atferd registreres i flere minutter, inkludert hvor mange deler av arenaen er krysset og hvor mye tid i det sentrale åpne området. Denne metoden gir en rask og enkel måte å utelukke locomotor underskudd som en potensiell confounder i læringssituasjon som krever koordinert bevegelse for vellykket gjennomføring. Det gir også et grunnleggende mål på hvor mye aversjon mot åpne center-feltet finnes. Begge målene kan påvirke Barnes labyrint ytelse.
Etter innledende leting, mannlige fjernes fra arena og kvinnelige musen er plassert i en innesluttet, liten klart sentral sylinder (samme som brukes til å samle blod fra mus). Deretter opprinnelige mannlige musen er gjeninnføres inn i arena, og utforskende atferd er igjen scoret. Jomfru i nød paradigmet vurderer om en mus er interessert i en sosial interaksjon basert på endringer i atferdsmønster når en fanget kvinner er gave (scoret av tiden i sentrum torget og antall graving episoder), og om den musen har Piezo2 mot den fangede kvinnelige (scoret av mengden sylinder undersøkelser og kontakt hendelser med fanget kvinnelige). Jomfru i nød analysen kan brukes til å måle en tilbøyelighet for sosiale nyheten (ligner på Crawleys tre-kammer omgjengelighet test) avhengig av om forskere trap en kjent eller romanen mus.
Sammen, tillate Barnes labyrinten og jomfru-i-nød eksperimenter nøyaktig evaluering av musen læring evner og sosiale respons i fravær av ekstremt stressende stimuli. Som med alle opptreden analyser, bør disse eksperimentene utføres med stor følsomhet overfor dyr opplevelsen, minimere ubehag oppleves av dyret.
Som de fleste labyrinter, kan forskjeller i locomotor aktivitet påvirke ytelsen på Barnes labyrinten, så forskerne bør også vurdere locomotor aktivitet, særlig når benytter Barnes labyrinten for å vurdere læring i mus med mutasjoner som kan forringe bevegelse (som finnes i Huntingtons sykdom musen modeller eller de utsettes for giftstoffer som kan føre til hyperaktivitet eller retard bevegelsen som etanol). I tillegg labyrinten og chamber overflater skal rengjøres grundig og sengetøy endret mellom hvert dyr å unngå duft stikkordet forundrer.
Viktigere, alle materialer kan fremstille på stedet med minimal økonomisk investering og små fysiske fotavtrykk av disse analyser betyr at disse eksperimentene kan replikeres under nesten alle forhold, gir stor fleksibilitet. Denne typen tilgjengelighet gjør god vitenskap utføres på mindre institusjoner med begrensede ressurser eller i situasjoner der forsøksdata må samles raskt i fravær av betydelig støtte.

<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

Barnes labyrinten er et pålitelig mål på romlige læring og hukommelse som ikke krever maten begrensningen eller eksponering for ekstremt stressende stimuli. Barnes labyrinten kan også vurdere andre mus atferd, som generelt motivasjon til å rømme fra labyrinten plattform og utforskende atferd. Barnes labyrinten kan måle om en genetisk mutasjon eller miljømessig variabel kan påvirke erverv og oppbevaring av romlige minner, samt informasjon om søkestrategi ansatt av musene. Her bruker vi Barnes labyrinten for å oppdage minne underskudd i voksen mus etter en enkelt utviklingsmessige etanol eksponering hendelse. Nylig beskrevet jomfru-i-nød paradigmet viser en mannlig mus til en kvinnelig mus fanget i et kammer i feltet for åpen center arenaen. Det gir en mulighet for musen til sosialt svare på fanget kvinnelige og viser Piezo2. Jomfru i nød paradigmet kan også brukes til å undersøke museinnstillinger i en roman arena og måle locomotor aktivitet. Både Barnes labyrinten og jomfru-i-nød protokollene krever minimal økonomisk investering og de fleste aspekter av testene kan konstrueres fra vanlige lab forsyninger. Disse fleksible og tilgjengelige verktøyene kan også brukes til å oppdage atferdsendringer i løpet av utviklingen.

Barnes labyrinten
For å illustrere hvordan Barnes labyrinten kan brukes, undersøkt vi om en enkelt tidlig etanol eksponering forårsaket en forskjell i å lære i løpet av musen utvikling. C57Bl6/J mus ble enten injisert med en 2.5 g/kg etanol løsning (n = 8) eller med saltvann (n = 6) to ganger to timer fra hverandre, på postnatal dag 6. Vi trente dyrene på Barnes labyrinten i ungdomsårene (P30)...

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

Analysere romlige læring og Piezo2 i mus ved hjelp av Barnes labyrinten og jomfru-i-nød paradigmer

Denne protokollen måler romlige læring og hukommelse bruker Barnes labyrinten. En roman jomfru-i-nød paradigme brukes til å vurdere locomotor aktivitet og Piezo2 i mus.

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

Denne metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål i atferdsnevrovitenskapfeltet om hvorvidt en genetisk mutasjon eller miljøvariabel kan påvirke sosial atferd eller oppkjøp og oppbevaring av spacial minner. De viktigste fordelene med disse teknikkene er at begge studiene bare kan konstrueres med minimal økonomisk investering, og at ingen av protokollene krever at dyrene opplever ekstreme eller stressende stimuli. Damsel in Distress-metoden kan gi innsikt i musprososial atferd, men den kan også brukes som et empatitiltak i andre pattedyrmodellorganismer.Før du begynner Barnes Maze Testing Procedure, rengjør du alle labyrintkomponentene med vann og 70% etanol. Når komponentene er tørre, montere labyrinten og tilfeldig tilordne hver mus til et målhull som skal brukes gjennom hele testperioden. Hullene kan merkes en til 20 på bunnen av labyrinten eller på utsiden av labyrinten omkretsen der de ikke er synlige fra innsiden av labyrinten.For å starte en treningstest, erstatt den tildelte hullskiven med en 23 med 11 centimeter svart boks og bruk gummibånd og kroker for å feste boksen godt til labyrinten. Deretter plasserer du en mus på midten av Barnes Maze under en kopp og lar musen akklimatisere seg i 30 sekunder. På slutten av akklimatiseringsperioden, start videoopptaket og slå på lys- og ultralydstøymakeren.Løft koppen via en strengmekanisme for å unngå å forutse dyrets første overskrift og starte en timer bak en observasjonsgardin. Spor dyrets bevegelser på et stykke papir med et diagram av labyrinten og bruk diagrammet til å analysere musens søkestrategier, samt å bestemme antall hull som ble utforsket i kvadranten motsatt av målet. Når musen kommer inn i målhullet, dekk hullet med et tungt ugjennomsiktig bindemiddel og slå av ultralydstøymakeren.Hvis musen ikke har kommet inn i målet etter fem minutter, innheger dyret inn i målhullet. Deretter lar musen forbli i målboksen i ett minutt uforstyrret, og sørg for å slå av ultralydstøyen. Deretter returnerer du dyret til buret sitt.Når alle musene har blitt testet, gjennomgår du opptaket manuelt for å spore den generelle bevegelsen av musen for å bestemme antall feil hull som utforskes før og etter at målet er funnet, samt antall hull fra målhullet til det første hullet utforsket og bemerkelsesverdig pleieatferd. For utforskende oppførsel Damsel i Nødtesting, plasser et lukket og tomt stresskammer inn i sentrum av en empati arena og begynne opptak med suspendert kamera. Plasser forsiktig en mannlig mus under en kopp nederst til venstre i arenaen i 30 sekunder.Deretter fjerner du koppen via en strengmekanisme og lar musen utforske i 10 minutter, og ta vare på å holde seg ute av synsfeltet under opptaket. På slutten av utforskningsperioden flytter du musen fra arenaen til et holdingbur i fem minutter og stopper og lagrer opptaket. For sosial respons Damsel i Distress Testing, forsiktig manuelt begrense en kvinnelig mus og senke musen inn i et tilbakeholdenhet kammer.Lukk den åpne enden av kammeret bak musen og bekreft at musen ikke er i stand til å snu. Begynn opptaket med det suspenderte kameraet og plasser sikkerhetskammeret inne i midten av arenaen. La dyret akklimatisere seg i 10 minutter, og vær forsiktig med å holde seg ute av synsfeltet.Deretter overfører du den mannlige musen fra holdeområdet tilbake til empatiarenaen i 10 sekunder og lar den mannlige musen ytterligere fem minutter for å utforske arenaen og ta vare på å holde seg ute av synsfeltet. På slutten av leteperioden stopper og lagrer du videofilen og returnerer begge musene til burene sine. Deretter erstatter du maissengetøyet og renser både arenaen og stresskammeret med 70% etanol.Hvis du vil analysere dataene, åpner du videofilen i riktig sporingsprogramvare og plasserer et gjennomsiktig ark over skjermen. Skissere plassen på arenaen med en markør og del arenaplassen i ni like rom. Se gjennom videodataene for de første fem minuttene av det første utforskende tiltaket som tar opp antall kryss, tiden som ble brukt på midtplassen på arenaen, antall gravings- og grooming-episoder, og antall ganger musen rørte det tomme senterstøttekammeret.Deretter går du gjennom videodataene i de fem minuttene av det sosiale responsmålet umiddelbart etter at hannen er gjeninnført i arenaen med den fanget kvinnelige opptak av de samme dataene som for det første utforskende tiltaket, men legger til sporing av antall ganger den mannlige musen rørte neser med den fanget kvinnelige musen. Når Barnes Maze trente nyfødte kjøres som voksne i en enkelt langsiktig studie, har etanolinjektorierte mus en vanskeligere tid å huske hvor målhullet var plassert enn saltvanninjisert kontrolldyr. Etanolbehandlede mus utforsker også betydelig flere hull i motsatt kvadrant fra målet, noe som indikerer en unnlatelse av å huske riktig generell spacial plassering og bruke et sekvensielt hull til hullsøk på en ringformet måte til hullet er funnet.I Damsel in Distress-modellen krysser eldre mus flere firkanter enn yngre mus. I nærvær av en fanget kvinne bruker imidlertid mannlige mus i begge aldre mindre tid på å utforske arenaen. Unge menn bruker mer tid på å grave i løpet av sin tid i arenaen i nærvær av en fanget kvinnelig mus enn når de alene antyder angst eller prososial oppførsel mot den fanget kvinnen.Derimot berører hannmus røret som inneholder fanget kvinne og initierer fanget kvinnelig kontakt betydelig oftere som voksne enn som unge. Mens du prøver denne prosedyren, er det viktig å huske å holde forholdene konstant mellom og i forsøkene for å sikre at miljøvariablene ikke forvirrer resultatene av studien. Etter den første bruken av disse atferdsanalysene kan de samme dyrene testes på nytt på ulike tidspunkter under utviklingen for å svare på spørsmål om langsiktig hukommelse og mulige endringer i sosial atferd.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Kontekstuell og spolt Fear Conditioning Test Bruke en video Analysere System i Mus

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 Testing Strategies med små og store gnager modeller

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

Bruk av det åpne feltet Maze å måle Locomotor og angst-lignende oppførsel i Mus

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

Double-H Maze: En Robust Behavioral Test for læring og hukommelse i Gnagere

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

Plasser og Response Learning i Åpne-feltet Tower 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

Romanen Object anerkjennelse Test for etterforskningen av læring og hukommelse i mus

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

Vurdering av romlig minneverdigelse i en musemodell av traumatisk hjerneskade ved hjelp av en radial vanntrinn labyrint

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

(Romlig) minne spillet: Testing forholdet mellom romlige språk, objektet kunnskap og romlig kognisjon

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

En atferdsdata analyse for å undersøke rollen av romlige hukommelse under instinktiv forsvar i mus

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

Paradigmene for nedre ekstremitet elektrisk stimulering trening etter ryggmargsskade

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