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

No Hampden-Sydney College damos reconhecimento e apreço para Sean Walden, Zach Leitner, Hunter Lee e Anton Kheirani pelo seu envolvimento em testes de protocolos para o labirinto de Barnes e experimentos de donzela em perigo. Também gostaríamos de agradecer a James Foster em Randolph-Macon College para a construção do labirinto de Barnes e Randolph-Macon College departamento de biologia para fornecer espaço de teste.

Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo cuidado institucional do Animal e uso Comité (IACUC) de Hampden-Sydney College ou Randolph-Macon College (onde alguns trabalho anteriormente foi realizado).
1. básica habitação dos ratos
<ol><li>Os ratos em gaiolas de plástico com fundo sólido e os lados e uma camada de roupa de cama macia e aninhamento de material como papel retalhamento da casa. Use o fundamento que é composto de espigas de milho ralado ou aparas de madeira e cer...

<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>

O labirinto de Barnes e os experimentos de donzela em perigo são formas relativamente fácil, rápidas e baratas para avaliar aprendizagem espacial, atividade locomotora e comportamento pró-social em camundongos. Outras vantagens incluem a ausência de estressores ostensivos, dor ou restrição alimentar para o animal. Como a maioria dos paradigmas de aprendizagem/memória, uma desvantagem do labirinto Barnes é o número de ensaios requeridos pelos animais saber onde se encontra o buraco de alvo e entrar.
<p class...

O propósito do presente protocolo é medir a aprendizagem espacial e memória em camundongos usando o labirinto de Barnes, bem como capacidade de resposta social e locomoção utilizando o paradigma de donzela em perigo. Comumente usado testes de aprendizagem e memória espaciais para roedores incluem o labirinto radial do braço, que mede a capacidade de um mouse para encontrar comida escondida em um braço de um aparelho multi-raiadas, e o labirinto de água Morris, que coloca um rato em uma banheira grande ou poça de água e avalia o tempo que demora para encontrar uma plataforma escondida debaixo d'água. Normalmente, a formação para esses paradigmas abrange vários ensaios e permite a medição de ambos aprendizagem taxas de aquisição e retenção através de curto prazo e testes de memória a longo prazo.
Embora o labirinto radial-braço e o labirinto de água de Morris são formas confiáveis para testar a memória em roedores, apresentam complicações para alguns pesquisadores. Ambos os labirintos usam privação ou fortes estímulos aversive como reforço1. O labirinto de braço radial usa privação de comida para garantir que os roedores são devidamente motivados para encontrar uma recompensa de comida. No labirinto de água de Morris, os efeitos do estresse induzido por um mergulho forçado podem alterar resultados no2ratos.
O labirinto de Barnes é uma tarefa de consciência espacial alternativa que requer roedores aprender a posição de um buraco para escapar a superfície brilhante, aberto labirinto3. Estimulação aversive fraca (luz ou som) é então aplicada para aumentar a probabilidade de que os ratos vão escapar da plataforma. O labirinto de Barnes não requer privação de comida, então a quantidade de animal preparação é menor do que no labirinto de braço radial. Pode ser usada sem conflito por pesquisadores que estão investigando comportamentos ou moléculas associadas com comer, regulação hormonal ou vias hipotalâmicas.
O labirinto de Barnes também tem vantagens sobre o labirinto de água de Morris. É menos estressante do que o labirinto de água Morris, causando menos elevados níveis de corticosterona em ratos4. Além disso, é muito mais simples de montar e requer menos dedicado espaço durante o procedimento de teste e armazenamento.
O ensaio de donzela em apuros é um experimento simples de duas partes que pode avaliar a atividade locomotora, seguida por comportamento pró-social. O ensaio de donzela em apuros é projetado para avaliar comportamentos exploratórios e responsividade social de um roedor masculino em resposta a um roedor feminino aprisionado. Um método comumente usado para avaliar a sociabilidade (bem como preferência por novidade social) é o uso do teste de sociabilidade da três-câmara de Crawley, que avalia a livre escolha de um mouse para passar o tempo perto ou longe de outros ratos5.
Semelhante ao teste de sociabilidade da três-câmara de Crawley, o ensaio de donzela em apuros também medidas de livre escolha sobre como gastar tempo na presença de outro rato, mas ele também fornece medições para aspectos mais profundos de funcionamento social: 1) na Ensaio de donzela em perigo, o rato encurralado feminino é realizado no centro de um campo aberto, portanto aversão ao potencial do macho, para um campo aberto é confrontado com sua unidade socialmente explorar ou investigar uma fêmea angustiada coespecífica. 2) o modelo de donzela em apuros também fornece uma forma de avaliar o comportamento pró-social e empático, em resposta ao rato encurralado, que não tem sido explorado com frequência em camundongos.
Empatia animal é definitivamente observáveis e mensuráveis, embora não muitos paradigmas existem para esta finalidade. Por exemplo, em ratos, um companheiro de gaiola preso pode induzir um estado de motivação pró-social, onde ratos funcionará para libertar o animal. Na verdade, ratos irão escolher para ajudar o animal, mesmo antes de abrir um recipiente similar contendo um lanche chocolate, então acessar o chocolate e compartilhá-lo com o rato recém libertos6.
Medidas de empatia em camundongos normalmente envolvem a inflição de dor; com efeito, ratos que assistem outros ratos na dor são mais sensíveis à dor se7,8. Stress de contenção é um fenômeno caracterizado em roedores e tem sido associada a choque para examinar as respostas de estresse, como uma medida de empatia em camundongos9,10.
Existem considerações éticas associadas com dor induzida ou choque, assim alternativas indutoras de stress são necessários. Nós desenvolvemos o paradigma de donzela em perigo, como uma medida do comportamento empático na ausência de dor ou tratamento de choque. Os ratos presos em nosso protocolo de donzela em apuros mostram sinais aparentes de angústia após apenas alguns momentos, eles são incapazes de virar dentro do pequeno recipiente, mas eles estão ilesos, proporcionando uma oportunidade para os outros ratos responder a sua aflição.
Para começar a avaliação de donzela em apuros, um rato masculino é colocado em uma grande arena de romance que contém um pequeno cilindro central vazio. Comportamentos exploratórios são registrados por vários minutos, incluindo quantas seções da arena são ultrapassadas e quanto tempo é gasto na área central aberta. Este método fornece uma maneira rápida e fácil para descartar déficits locomotoras como uma potencial confundente em uma situação de aprendizagem que requer movimento coordenado para a conclusão bem sucedida. Ele também fornece uma medida básica de quanto aversão ao campo aberto do centro está presente. Ambas as medidas poderiam influenciar o desempenho de labirinto de Barnes.
Após a exploração inicial, o macho é retirado da arena e um mouse feminino é colocado em um cilindro claro central fechado, pequeno (similar ao usado para coletar sangue de ratos). Então, o rato masculino original é reintroduzido na arena, e comportamento exploratório é marcou novamente. O paradigma de donzela em apuros avalia se um mouse está interessado em uma interação social com base nas alterações em padrões de comportamento, quando uma mulher presa está presente (marcados pelo tempo gasto na praça central e o número de episódios de escavação) e se o rato apresenta comportamento pró-social em direção a fêmea presa (marcado pela quantidade de investigações de cilindro e eventos contatos com a fêmea presa). O ensaio de donzela em perigo pode ser usado para medir uma propensão para a novidade social (semelhante ao teste de sociabilidade da três-câmara do Crawley) dependendo se pesquisadores capturar um rato familiar ou romance.
Juntos, o labirinto de Barnes e experimentos de donzela em apuros permitem a avaliação exata do mouse capacidades de aprendizagem e capacidade de resposta social na ausência de estímulos extremamente estressantes. Como com todos os ensaios comportamentais, estas experiências devem ser executadas com grande sensibilidade em relação a experiência animal, minimizando o desconforto experimentado pelo animal.
Como a maioria dos labirintos, diferenças na atividade locomotora podem influenciar o desempenho no labirinto Barnes, então pesquisadores também devem avaliar a atividade locomotora, especialmente quando se utiliza o labirinto Barnes para avaliar aprendizagem em camundongos com mutações que podem afectar o movimento (tais como aqueles encontrados em modelos do rato a doença de Huntington, ou aqueles expostos a substâncias tóxicas que podem provocar hiperatividade ou retardar o movimento, como o etanol). Além disso, labirinto e câmara de superfícies devem ser cuidadosamente limpos e cama mudada entre cada animal para evitar a sugestão de perfume confunde.
Importante, todos os materiais podem ser fabricados no local com o mínimo de investimento financeiro e a pequena pegada física destes ensaios significa que estas experiências podem ser replicadas em praticamente qualquer ambiente, permitindo uma grande flexibilidade. Este tipo de acessibilidade permite boa ciência a ser realizada em instituições menores, com recursos limitados, ou em situações onde piloto dados precisam ser coletados rapidamente na ausência de um apoio substancial.

<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

O labirinto de Barnes é uma medida confiável de aprendizado espacial e memória que não necessita de restrição alimentar ou a exposição a estímulos extremamente estressantes. O labirinto de Barnes também pode avaliar outros comportamentos do mouse, como motivação geral para escapar da plataforma do labirinto e comportamento exploratório. O labirinto de Barnes pode medir se uma mutação genética ou ambiental variável pode impactar a aquisição e retenção de memória espacial, bem como fornecer informações sobre a estratégia de pesquisa utilizada pelos ratos. Aqui usamos o labirinto Barnes para detectar um défice de memória em ratos adultos após um evento de exposição de etanol no desenvolvimento único. O paradigma de donzela em apuros recém descrito expõe um rato masculino para um rato fêmea preso em uma câmara no campo aberto do centro da arena. Ele fornece uma oportunidade para o rato socialmente responder a fêmea presa e exibem comportamento pró-social. O paradigma de donzela em apuros também pode ser usado para examinar o comportamento do mouse em uma atividade de locomoção novela arena e medida. Tanto o labirinto de Barnes e os protocolos de donzela em perigo exigem investimento financeiro mínimo e quase todos os aspectos dos testes podem ser construídos a partir de fontes comuns de laboratório. Essas ferramentas flexíveis e acessíveis também podem ser usadas para detectar mudanças de comportamento ao longo do desenvolvimento.

O labirinto de Barnes
Para ilustrar como o labirinto de Barnes pode ser usado, investigamos se uma única exposição precoce de etanol causou uma diferença na aprendizagem ao longo do desenvolvimento do mouse. Camundongos C57Bl6/J também foram injetados com uma solução de etanol de 2,5 g/kg (n = 8) ou com solução salina (n = 6) duas vezes, duas horas de diferença, no 6º dia pós-natal. Estamos ...

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

Analisando a aprendizagem espacial e comportamento pró-social nos ratos usando o labirinto de Barnes e paradigmas de donzela em apuros

Este protocolo mede aprendizagem espacial e memória usando o labirinto de Barnes. Um novo paradigma de donzela em apuros é usado para avaliar a atividade locomotora e comportamento pró-social em camundongos.

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

Esse método pode ajudar a responder a perguntas-chave no campo da neurociência comportamental sobre se uma mutação genética ou variável ambiental pode impactar comportamentos sociais ou a aquisição e retenção de memórias espaçais. As principais vantagens dessas técnicas são que ambos os estudos podem ser simplesmente construídos com investimento financeiro mínimo e que nenhum protocolo exige que os animais experimentem estímulos extremos ou estressantes. O método Damsel in Distress pode fornecer informações sobre comportamentos pró-sociais de ratos, mas também pode ser usado como uma medida de empatia em outros organismos modelo de mamíferos.Antes de iniciar o Procedimento de Teste do Labirinto barnes, limpe todos os componentes do labirinto com água e 70% de etanol. Quando os componentes estiverem secos, monte o labirinto e atribua aleatoriamente cada mouse a um orifício alvo para usar durante todo o período de teste. Os buracos podem ser rotulados de um a 20 no fundo do labirinto ou na parte externa do perímetro do labirinto onde eles não são visíveis de dentro do labirinto.Para iniciar um teste de treinamento, substitua o disco de orifício atribuído por uma caixa preta de 23 por 11 centímetros e use elásticos e ganchos para fixar firmemente a caixa ao labirinto. Em seguida, coloque um rato no centro do Labirinto Barnes sob um copo e deixe o rato se aclimatar por 30 segundos. No final do período de aclimatação, inicie a gravação de vídeo e ligue o fabricante de ruídos leves e ultrassônicos.Levante o copo através de um mecanismo de corda para evitar viés da direção inicial do animal e inicie um temporizador atrás de uma cortina de observação. Rastreie os movimentos do animal em um pedaço de papel com um diagrama do labirinto e use o diagrama para analisar as estratégias de busca do rato, bem como para determinar o número de buracos que foram explorados no quadrante em frente ao alvo. Quando o mouse entrar no orifício alvo, cubra o orifício com uma pasta opaca pesada e desligue o fabricante de ruído ultrassônico.Se o rato não tiver entrado no alvo após cinco minutos, encurrale o animal no buraco alvo. Em seguida, deixe o mouse permanecer na caixa de destino por um minuto sem ser perturbado, certificando-se de desligar o ruído ultrassônico. Então, devolva o animal para sua gaiola.Quando todos os ratos forem testados, revise manualmente sua gravação para rastrear o movimento geral do mouse para determinar o número de buracos incorretos explorados antes e depois que o alvo é encontrado, bem como o número de buracos do orifício alvo para o primeiro buraco explorado e qualquer comportamento de preparo notável. Para comportamento exploratório Damsel em Testes de Socorro, coloque uma câmara de estresse fechada e vazia no centro de uma arena de empatia e comece a gravar com a câmera suspensa. Coloque suavemente um rato macho sob um copo no canto inferior esquerdo da arena por 30 segundos.Em seguida, remova o copo através de um mecanismo de corda e deixe o mouse explorar por 10 minutos tomando cuidado para ficar fora do campo de visão durante a gravação. No final do período de exploração, mova o rato da arena para uma gaiola de espera por cinco minutos e pare e salve a gravação. Para a resposta social Damsel em Testes de Socorro, contenha manualmente um rato fêmea e abaixe o mouse em uma câmara de contenção.Feche a extremidade aberta da câmara atrás do mouse e confirme que o mouse é incapaz de se virar. Comece a gravar com a câmera suspensa e coloque a câmara de contenção dentro no centro da arena. Deixe o animal se aclimatar por 10 minutos tomando cuidado para permanecer fora do campo de visão.Em seguida, transfira o rato macho da área de detenção de volta para a arena de empatia por 10 segundos e permita ao rato macho mais cinco minutos para explorar a arena tomando o cuidado de permanecer fora do campo de visão. No final do período de exploração, pare e salve o arquivo de vídeo e devolva ambos os ratos para suas gaiolas. Em seguida, substitua a cama de milho e higienize tanto a arena quanto a câmara de estresse por 70% de etanol.Para analisar os dados, abra o arquivo de vídeo no software de rastreamento apropriado e coloque uma folha transparente sobre a tela. Delineie a praça da arena com um marcador e divida a praça da arena em nove compartimentos iguais. Revise os dados de vídeo dos primeiros cinco minutos da medida exploratória inicial registrando o número de compartimentos cruzados, o tempo gasto na praça central da arena, o número de episódios de escavação e limpeza, e o número de vezes que o rato tocou na câmara de contenção central vazia.Em seguida, revise os dados de vídeo para os cinco minutos da medida de responsividade social imediatamente após o macho ser reintroduzido na arena com a fêmea presa registrando os mesmos dados da medida exploratória inicial, mas adicionando o rastreamento do número de vezes que o rato macho tocou narizes com o rato fêmea preso. Quando os recém-nascidos treinados por Barnes Maze são executados como adultos em um único teste de longo prazo, os camundongos injetados com etanol têm mais dificuldade em lembrar onde o buraco alvo estava localizado do que animais de controle injetados por soro fisiológico. Os camundongos tratados com etanol também exploram significativamente mais buracos no quadrante oposto do alvo, indicando uma falha em lembrar a localização geral correta e usar um buraco sequencial para furar a busca de forma em forma de anel até que o buraco seja encontrado.No modelo Damsel in Distress, ratos mais velhos cruzam mais quadrados do que ratos mais jovens. Na presença de uma fêmea presa, no entanto, ratos machos de ambas as idades passam menos tempo explorando a arena. Os machos juvenis passam mais tempo cavando durante seu tempo na arena na presença de um rato fêmea preso do que quando sozinhos sugerindo ansiedade ou comportamento pró-social em relação à fêmea presa.Em contraste, os ratos machos tocam o tubo contendo a fêmea presa e iniciam o contato feminino preso significativamente mais frequentemente como adultos do que quando juvenis. Ao tentar esse procedimento, é importante lembrar de manter as condições constantes entre e dentro dos ensaios para garantir que as variáveis ambientais não conflam os resultados do estudo. Após o uso inicial desses ensaios comportamentais, os mesmos animais podem ser retestados em vários momentos durante o desenvolvimento para responder perguntas sobre memória de longo prazo e possíveis mudanças nos comportamentos sociais.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Contextual e Cued Medo Condicionado Teste Usando um sistema de análise de vídeo em Ratos

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 ...

Comportamento

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Barnes Estratégias Teste Labirinto com pequenas e grandes roedores Modelos

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

A utilização do campo aberto Maze medir Locomotor e Ansiedade-like Comportamento no Mice

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

O Double-H labirinto: um teste comportamental robusto para Aprendizado e Memória em roedores

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

Coloque e Aprendizagem Response no Open-campo Torre 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

Teste de reconhecimento de objeto romance para a investigação da aprendizagem e memória em ratos

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

Avaliando a insuficiência da memória espacial em um modelo de mouse de lesão cerebral traumática usando um labirinto de roda de água radial

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

O jogo de memória (espacial): Testar a relação entre linguagem espacial, objeto de conhecimento e cognição espacial

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

Um ensaio comportamental para investigar o papel da memória espacial durante uma defesa instintiva em ratos

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

Paradigmas de formação de estimulação elétrica de extremidade inferior após lesão medular

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