이 연구는 Translational Health Sciences 시험 프로젝트 보조금 기회 (UL1TR000423), 워싱턴 대학 인력 개발 및 장애 센터, 워싱턴 대학 동물 행동 핵심 및 뇌 이미징 코어에서 지원되었습니다. 우리는 Warren Ladiges 박사가 여기에 제시된 원래의 Radial Water Tread 미로 설계 및 프로토콜의 개발 및 보급에서 자신의 역할에 대해 인정하고자합니다. 이 프로젝트에 도움을 준 Toby Cole에게도 감사드립니다.

모든 절차와 동물 취급은 국립 보건원 (National Institutes of Health)과 워싱톤 동물 보호 및 사용위원회 (The University of Washington Animal Care and Use Committee)가 발행 한 동물 관리 지침에 따라 수행되었습니다. 1. 수술 <ol><li> 무의식 때까지 유도 상자에 5 % isoflurane에서 마우스를 마취. 호흡 속도의 감소와 발가락 핀치에 따른 후퇴 반사의 부재로 마취를 확인하십시오. </li><li> 수술을 통해 2-2.5 %의 코 콘을 통해 마취를 유지하십시오. 마우스가 의식을 잃지 않도록 외과 수술 중 호흡률을 모니터링하십시오. </li><li> 마우스를 가열 패드에 놓고 귀마개를 사용하여 정위 장치에 마우스를 놓고 머리가 단단하고 평평한 지 확인하십시오. </li><li> 제모 크림을 사용하여 두피에서 모발을 제거하십시오. 식염수로 두피를 완전히 헹굽니다. </li><li> 교대 요오드와 70 % 에탄올 세척으로 수술 부위를 닦으십시오. </li><li> 행정관두피에서 Lidocaine과 Bupivacaine (1 mg / kg)을 피하 주사 하였다. </li><li> 외과 용 가위로 종아리 중앙선 절개를하고 피부를 수축시켜 두개골을 드러내십시오. </li><li> 5 mm 트라 파인 톱을 사용하여 좌측 frontoparietal cortex 위에 craniotomy를 시행하여 bregma 뒤 2.5 mm와 정중선 2.5 mm의 중심점을 얻습니다. 조심스럽게 뼈의 원을 제거하여 뇌를 노출시킵니다. </li><li> 임팩터 장치를 6 m / s 및 200 ms 드웰 시간으로 설정하십시오. </li><li> 3 mm 볼록 충격 팁이 브레그마 뒤 2.5 mm 및 정중선에서 2.55 mm 떨어진 지점에서 뇌 표면에 살짝 닿을 때까지 임팩터 장치를 배치하십시오. 충격 팁을 후퇴시키고 1 mm (충격 깊이) 낮추십시오. 준비가되면 장치를 발사하여 원하는 효과를냅니다. </li><li> 조직 접착제로 derma에 cemented 멸균 폴리 프로필렌 디스크로 craniotomy을 커버하고, 봉합 절개를 닫힙니다. </li><li> 마취에서 마우스를 제거하고 Bupr의 IP 주입(0.5 mg / kg). </li><li> 마우스를 열 패드로 따뜻하게하여 깨끗한 케이지에서 회복시킵니다. 마우스는 다음 24 시간 동안 통증이나 고통의 징후를 모니터링해야합니다. 참고 : 위장 대조군은 1.8-1.9 단계가 생략 된 위와 동일한 치료를 받아야합니다. </li></ol> 2. 방사형 워터 트레드 미로 건설 <ol><li> 1-1 / 2 인치 ABS DWV SPG x SJ 트랩 어댑터를 수용 할 수있을만큼 큰 32 개의 출구 아울렛 구멍을 32 인치 직경 아연 도금 강철 통의 둘레에 등 간격으로 배치하십시오. 이 배출구 구멍을 욕조 바닥에서 대략 2-1 / 4 인치 가운데에 놓습니다. </li><li> 각 출구 구멍에 1-1 / 2 인치 ABS DWV SPG x SJ 트랩 어댑터를 끼 우고 포함 된 링 너트로 고정하십시오. </li><li> 고무 마개를 사용하면 9 개의 캡 중 8 개를 장치 외부에서 배출 할 수 있습니다. 마지막으로 끝나지 않은 출구가 탈출 경로 역할을합니다. 어떤 탈출구가 탈출구로 지정되었는지는 중요하지 않습니다. </li><li> 90 ° ABS 부착엘보우를 나머지 출구의 바깥 쪽 끝에 붙이십시오. 90 ° 벤드는 시험 대상이 미로 내부에서 올바른 탈출 경로를 시각적으로 결정하는 것을 방지합니다. </li><li> 위생 처리가 가능한 약 30cm x 15cm x 15cm 크기의 불투명 한 상자에서 이스케이프 상자를 만듭니다. 90 ° ABS 엘보우를 수용 할 수있을만큼 큰 바닥 바로 위의 상자 측면에 구멍을 뚫습니다. </li><li> 탈출 박스를 90 ° ABS 엘보의 종단에 부착하십시오. </li><li> 바닥 표면 위의 이스케이프 상자 (1 인치 미만)를 약간 올립니다. 이렇게하면 전기 가열 패드 또는 기타 가열 원을위한 충분한 공간을 이스케이프 상자 아래에 둘 수 있습니다. </li><li> 최소한 5 가지의 독특한 시각적 단서를 인쇄하고 라미네이트하십시오. 장치 내부에서 쉽게 식별 할 수있는 단순하고 고 대비 인 이미지를 사용하십시오. 흑백 클립 아트 모양 (삼각형, 사각형, 원형)을 사용하는 것이 좋습니다. </li><li> 자석을 사용하여 시각적 단서를기구. 단서는 장치의 둘레를 중심으로 대략 동일한 거리만큼 떨어져야합니다. </li></ol> 3. 레이디 얼 워터 트레드 미로 프로토콜 참고 : 물 미로 테스트는 수술 부위가 치유 된 후에 만 ​​시작해야합니다 (수술 후 약 1 주일). <ol><li> 테스트 준비. <ol><li> 시험 시작 전 최소 30 분 동안 마우스를 시험 실에 익숙하게하십시오. </li><li> 70 % 에탄올 스프레이를 사용하여 장치를 살균하십시오. </li><li> 약 1 인치 (12-14 ° C)의 차가운 물로 장치를 채 웁니다. </li><li> 전기 가열 패드 또는 기타 열원을 탈출구 상자 바로 밑에 놓습니다. 테스트 기간 동안 도망 상자를 어둡고 따뜻하게 유지하십시오. </li><li> 장치 위에 밝은 광원을 배치하십시오. 참고 : 장치 자체에서 동물을 조사 할 때 볼 수있는 램프를 사용하는 경우 램프가 동일한 위치에 놓 이도록주의하십시오매일 육성. 램프 자체는 마우스가 이스케이프 상자를 찾는 데 사용하는 또 다른 시각적 단서를 나타낼 수 있으며 매일 마우스를 대폭 이동하면 결과가 복잡해질 수 있습니다. </li></ol></li><li> 테스트 프로토콜 <ol><li> 마우스를 케이지에서 부드럽게 꼬리 부분을 제거하고 장치의 중앙에 놓습니다. </li><li> 동물이 장비에 들어가 자마자 타이밍을 시작하십시오. </li><li> 동물이 올바른 출구를 발견하고 이스케이프 상자를 찾거나 입력했으면 타이밍을 멈추고 정확한 경로를 찾는 데 필요한 초 수를 기록하십시오. </li><li> 동물이 종결 구멍에 오르려고 시도하고 10 초 후에 자연스럽게 미로를 다시 입력하지 않으면 동물을 손으로 미로의 중심으로 다시 유도하십시오. </li><li> 동물이 3 분 (180 초) 내에 탈출구 상자로의 올바른 경로를 찾지 못하면 재판을 실패로 점수를 매기고 180 초로 기록하십시오. 동물을 올바른 경로로 조심스럽게 인도하십시오. </li><li> 허용마우스를 탈출 상자에 넣고 1 분 동안 시험 삼아 휴식을 취하십시오. </li><li> 1 분 휴식이 완료되면 탈출 상자에서 동물을 제거하고 홈 케이지로 돌아갑니다. </li><li> 철저히 탈출 상자를 위생 처리하고 마우스가 후각 신호를 사용하여 올바른 탈출 경로를 찾지 못하도록 70 % 에탄올 스프레이로 배출합니다. 이 단계는 몇 초가 걸리지 않아야합니다. </li><li> 다음 재판을 위해 마우스를 미로로 돌립니다. </li><li> 마우스가 총 3 회의 시도를 완료하고 탈출구 상자에 3 번 위치하거나 유도 될 때까지 단계 3.2.1-3.2.9를 반복하십시오. </li><li> 마지막 1 분 휴식 후 마우스를 홈 케이지로 가져갑니다. </li><li> 테스트 과정에서 온도가 일정하게 유지되도록 동물의 배수관을 배수하고 교체하십시오. </li><li> 테스트 할 각 마우스에 대해 3.2.1-3.2.12 단계를 반복하십시오. </li><li> 다음날, 준비 단계 3.2.1-3.2.5를 반복하십시오. 시각적 단서가 남아 있도록 특별한주의를 기울이십시오.테스트 일 사이의 일관된 위치에. </li><li> 위의 매일 테스트 프로토콜을 사용하여 동물을 하루 4 일 동안 3 번 (훈련 기간) 테스트하고, 5 일째의 메모리 보존을위한 마지막 3 가지 시도 테스트를 사용하여 동물을 테스트하십시오. 여섯 번째 세 가지 시험 (장기 기억 유지)은 일 12 일에 주어질 수 있습니다. </li><li> 5 일에서 12 일 사이에 테스트를 수행하지 마십시오. </li></ol></li><li> 분석 <ol><li> 마우스가 2 일 동안 180 초 이내에 미로를 완료하지 못하면 ( 즉, 총 6 번의 시도가 모두 180 초로 기록됨), 마우스가 테스트 조건에 의해 동기 부여가 불충분하다고 간주하고 분석에서 제거하십시오. </li><li> 해당 일에 대한 3 회의 일일 시험을 평균하여 시험 날짜별로 각 과목에 대한 미로를 완료하는 평균 대기 시간을 계산합니다. </li><li> 다섯 번째 날 테스트와 장기간 메모리 테스트 날짜에 그룹을 비교하기 위해 표준 t- 테스트를 사용하여 메모리 보존의 그룹 차이를 얻습니다. m두 그룹보다 더 많은 양을 비교하고 있다면, 얻은 중요성에 대해 후속 조치를 취하는 적절한 사후 분석 (예 : Tukey &#39;s test)이 뒤따른 일원 분산 분석을 사용해야합니다. </li><li> 반복 된 분산 분석을 통해 수집 기간 (1-4 일)에 그룹 차이를 얻습니다. </li></ol></li></ol>

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저자는 공개 할 것이 없습니다.

여기에 제시된 RWT 미로 프로토콜은 CCI 유도 TBI 마우스와 가짜 컨트롤을 성공적으로 구별하며, MWM 및 Barnes 원형 미로의 대안으로 실현 가능한 마우스 중심의 솔루션입니다. 여기에보고 된 결과는 TBI 마우스 모델에서 RWT 미로만을 사용하는 것으로 나타 났지만,이 장치는 MWM을 사용하여 만든 스트레스 유발 불응 법으로 인한 스트레스 유발 불 준수가 비 효과적 인 노화 및 형질 전환 모델에서 성공적으로 사용되었습니다 15 , 17 , 18 , 19 . 비준수 또는 운동 부족이 잠재적 인 연구 관심사 인 다른 마우스 모델도이인지 과제로부터 이익을 얻을 수 있습니다. 앞에서 논의한 설계상의 이점 외에도 RWT 미로의 장점 중 하나는 구성 및 사용면에서 단순하다는 점입니다. 기구 자체는 rel저렴한 비용의 자재로 구성 요소를 손상시키지 않으면 서 위생 처리가 가능하여 SPF (특정 병원체 무료) 시설에 이상적입니다. 획득 기간은 사전 상해 교육이 필요하지 않은 상태에서 4 일간의 테스트 만 필요합니다. 일일 검사에는 최소 시간 투입 (~ 10 분 / 동물)이 포함되며 숙달 전에 경험이 거의 필요하지 않습니다. 건설과 사용이 단순하기 때문에 RWT 미로는 비교적 엄격한 예산으로 제약을받지 않고 행동 또는인지 테스트 경험이 거의없는 실험실에 이상적입니다. 여기에 설명 된 프로토콜을 사용할 때 잠재적 인 변화를 줄이기 위해 연구자가 취할 수있는 몇 가지 단계가 있습니다. 일관된 품질의 결과를 얻기위한 권장 사항으로는 동 시간대에 걸친 비슷한 시간대의 테스트, 가능하면 테스트를 수행하기 위해 같은 사람 / 사람을 사용하는 것, 조용하고 조용한 테스트 환경을 유지하는 것, 테스트하기 전에 쥐를 광범위하게 다루는 것 등이 있습니다. 그것은 또한 empha이어야합니다.크기가이 프로토콜에 나와있는 물의 온도는 남성 C57BL / 6J 마우스, 온도 환경과 크게 변형되어 저체온증과 성 (20)에 의존 성공적인 시험 조건의 결과있다. 실험실은 저체온을 유발하지 않는 유효 온도 범위를 결정하기 위해 다른 계통 또는 암컷 마우스를 사용하는 경우 자체 예비 시험을 수행해야합니다. 마지막으로 시각적 단서는 간단하면서도 쉽게 구별 할 수 있어야하며 테스트 중에 피사체가 볼 수 있어야합니다. 기본 흑색과 백색의 도형 (라미네이트 된 것 또는 플라스틱으로 덮여 있기 때문에 위생 처리 될 수 있음)이 바람직합니다. 여기에 설명 된 테스트 프로토콜은 상대적으로 간단하지만 연구원들이 대기 시간 이상으로 과다한 정보를 얻도록 쉽게 적응할 수 있습니다. 동물 추적 소프트웨어를 사용하여 풍부한 추가 매개 변수를 수집하고 그룹 별 검색 동작 차이를 식별 할 수 있습니다. 그러한 소프트웨어는 본질적이지 않다.그러나 여기에 설명 된대로 테스트에 필요합니다. 또한 이스케이프 상자로의 출구가 차단되거나 시각적 신호가 종단 구멍에서 출구를 나타내는 방향으로 회전 된 프로브 시험을 사용하여 여기에 설명 된 프로토콜을 보완 할 수 있습니다. 여기에 제시된 대표 결과를 얻기 위해 4 일간의 수집 기간이 모두 필요한 동안 다른 TBI 매개 변수 / 모델 또는 유전 변종을 테스트하는 연구원이 자체 파일럿 테스트를 실시하고 필요에 따라 교육 기간을 단축하거나 연장하도록 권장합니다 . 이 테스트 프로토콜에는 제한이 있습니다. 첫째, 차가운 물을 교체하고 피험자 간기구를 위생 처리하는 것은 시간 집약적이며 육체적으로 요구할 수 있습니다. 연구원의 노력과 시간을 최소화하기 위해, 배수가 용이 한 플로어 드레인이있는 방에서 테스트를 수행하고 호스가 부착 된 찬물 싱크에 쉽게 접근해야합니다. 둘째,비디오 녹화 기능이없는 수동 타이밍은 사람의 실수를 유발할 수 있습니다. 그러나 일부 실험실에서는 추적 소프트웨어가 엄청나게 비쌀 수 있으므로 수동 타이밍을 사용해야하는 경우 이러한 위험을 피할 수 없습니다. 또한 MWM과 마찬가지로 RWT 미로를 사용하여 동일한 주제에서 공간 메모리를 다시 테스트 할 수 없습니다 ( 즉 , 미로를 학습하면 더 많은 공간 메모리 테스트를 수행 할 수 없습니다). 또한, TBI 관련 운동 결손이 TBI 마우스의 능력을 바꿔서 미로를 수행하는 것과 비교하여 미로를 수행 할 수도 있습니다. 그러나이를 염두에두고, 운동을 필요로하는 모든 설치류 공간 기억 검사에는 비슷한 제한이있을 수 있습니다. 모션 추적 소프트웨어를 RTM과 함께 사용하여 총 경로 길이 및 속도를 평가하고 그러한 차이를 계량화 할 수 있습니다. 마지막으로, 연구원은 여기에 설명 된 RWT 미로가 TBI 마우스 모델의인지 능력 테스트에 사용할 수있는 유일한 비 수영 테스트는 아니라는 점을 알아야합니다. 기타TBI 생쥐와 가짜를 성공적으로 구별하기 위해 y- 미로와 같은 est를 사용했습니다 21 . 연구원은 실험실에서 사용할 시료를 결정하기 전에 각 검사의 장단점을 평가해야합니다. 여기에 설명 된 RWT 미로 프로토콜은 마우스 모델 연구에 현재 사용되는 쥐 검증 된인지 테스트에 대한 새로운 마우스 특정 대안을 나타내며 수영을 필요로하지 않습니다. 과학 연구에서 마우스 모델의 사용이 계속해서 증가함에 따라 마우스 검증 도구의 최종 채택은보다 정확한 연구 결과로 이어질 수 있습니다.

메모리 손상은 외상성 뇌 손상 (TBI) 1, 2 다음 환자에 의해보고 된 가장 흔한 증상 중입니다. 그러므로 TBI의 동물 모델에서의 유사한 기억 상실의 정확한 확인과 평가는이 상태와 그 관리에 대한 우리의 이해에 필수적입니다. 여기서는 Radial Water Tread (RWT) 미로를 사용하여 TBI의 마우스 모델에서 공간 메모리를 테스트하기위한 프로토콜을 제시합니다. 이 장치는 이전에 통제 된 피질 충격 (CCI) 유발 TBI 3 의 마우스 모델에서인지 적 결손을 평가하는 것으로 나타 났으며, 쥐가 검증 한 수영 기반의인지 검사 대안이 될 수 있습니다. 트랜스 제닉 마우스 모델의 다양성과 유용성이 증대됨에 따라 과학 연구 4 에서 쥐를 이용한 마우스 사용이 최근 증가했다. 이러한 변화에도 불구하고 연구자들은 행동 주의적원래 설계되고 쥐 사용을 위해 검증 된인지 작업. 현재 마우스의인지 기능을 평가하기 위해 사용되는 가장 일반적인 시험은 모리스 물 미로 (MWM) 및 반스 원형 미로는, 구체적으로는 래트 5,도 6에서 발견 본능적 동작을 활용할 수 있도록 설계되었다. 이 두 종 4 사이에 존재하는 유전 neuroethological,인지의 차이를 고려하면, 놀랍지 생쥐 이러한 작업 7, 8에 지속적으로 업종 지수 상승률. 시험 능력의 종에 따른 차이는 특히 MWM과 같은 수영 기반인지 시험에 관한 것이다. 쥐와 쥐 모두 수영에 능숙한 반면, 연구자들은 수영에 기반한인지 능력이 9 , 10 , </11 , 12 , 13 . 야생형 동물에서도 쥐가 일반적으로 쥐보다 우월합니다 7 , 8 . 이것은 공간 기억의 종별 차이로 해석 될 수 있지만, 마른 육지 미로를 사용한 유사한 후속 테스트는인지 성능에 종에 따른 차이가 없음을 보여주었습니다 8 . 수영 능력이나 검색 전략의 종에 따른 차이를 포함하여인지와 무관 한 여러 요인이이 발견을 설명 할 수 있습니다. 실제로, MWM 마우스 특정 검색 전략의 요인 분석은 비인 지적 요소 (특히, thigomotaxis과 수동성이 [즉, 부동]) 공간 학습 (14)보다 MWM 성능이 더 중요한 역할을 할 수 있음을 보여준다. 여기에서 우리는 다음을 활용하기 위해 고안된인지 테스트의 사용을 보여줍니다.CCI 유도 된 TBI의 마우스 모델에서 공간 기억 장애를 측정하기 위해 생쥐의 진통 작용 및 수영을 필요로하지 않는 실험. RWT 미로 (도 1 A-B)를 MWM 반스 원형 미로 새로운 하이브리드로 이루어진 것으로되지만, 구체적으로 마우스 (15, 16)에 본능적 thigmotactic 동작을 이용할 수 있도록 설계되었다. 장치는 9 개의 균등하게 이격 된 출구 구멍이 뚫려있는 32 인치 직경의 아연 도금 강철 욕조로 구성됩니다. 구멍은 욕조의 바닥에서 2 ~ 1cm 중심에 있으며 일반적으로 사용 가능한 1-1 / 2 인치 ABS DWV SPG x SJ 트랩 어댑터에 맞게 크기가 지정됩니다. 8 개의 출입구는 바깥 쪽에서 뚜껑을 덮어 고무 마개로 1 인치 깊이까지 눈을 멀게합니다. 아홉 번째는 90 ° 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 엘보우로 불투명 한 플라스틱 상자에 연결되어 있으며 테스트 후 마우스를 쉽게 제거 할 수 있습니다. 과정 동안짧은 획득 기간 동안, 마우스는이 이스케이프 상자를 찾기 위해 미로를 감싸는 독특한 시각적 신호를 사용하도록 훈련되었습니다. 시험하는 동안, 미로는 충분히 차가워지는 물 (12-14 ° C)으로 채워지 며, 탈출을 촉진 할만큼 충분히 혐오감을 나타내지 만, 마우스가 수영 할만큼 충분히 깊지는 않습니다. RWT 미로는 MWM에 대한 저비용, 낮은 유지 보수 대안이며, TBI 3의 노화 및 형질 전환 생쥐 15 , 17 , 18 , 19 및 CCI 유도 마우스 모델에서 성공적으로 사용되었습니다. 여기에 설명 된 프로토콜은 사전 손상 교육을 필요로하지 않는 공간 기억 장애 측정을위한 간단하고 효과적인 방법을 나타내며 연구 실험실의 특정 요구에 맞게 쉽게 수정할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>35 Gal. Hot Dipped Steel Round Tub</td><td>Home Depot</td><td>Internet #206638142</td><td>Needed: 1</td></tr><tr><td>1-1/2 in. ABS DWV SPG x SJ Trap Adapter</td><td>Home Depot</td><td>Internet #100344703, Store SKU #188956</td><td>Needed: 9</td></tr><tr><td>1-3/4 in. x 1-7/16 in. Black Rubber Stopper</td><td>Home Depot</td><td>Internet #100114974 Store SKU #755844</td><td>Needed: 8</td></tr><tr><td>1-1/2 in. ABS DWV 90 Degree Hub x Hub Elbow</td><td>Home Depot</td><td>Internet #100346663 Store SKU #188603</td><td>Needed: 1</td></tr><tr><td>HDX&lt;br/&gt; 10 Gal. Storage Tote</td><td>Home Depot</td><td>Internet #202523587 Store SKU #258804 Store SO SKU #258804</td><td>Needed: 1</td></tr><tr><td>Impact One Stereotaxic Impactor for CCI</td><td>Leica Biosystems</td><td>39463920</td><td>Needed: 1</td></tr><tr><td>Vernier Stereotaxic w/ Manual Fine Drive Stereotaxic Instrument for Small Animals</td><td>Leica Biosystems</td><td>39463001</td><td>Needed: 1</td></tr></tbody></table>

assessing spatial memory impairment in a mouse model of traumatic brain injury using a radial water tread maze

최근 과학 연구에서 마우스 모델을 사용하는 증가에도 불구하고 연구원들은 원래 의도적으로 설계된 쥐 사용을 위해 검증 된인지 작업을 계속 사용합니다. 공간 기억의 방사형 워터 트레드 (RWT) 미로 테스트 (마우스를 위해 특별히 설계되었으며 수영을 필요로하지 않음)는 이전에 피질 충격 유발 TBI 마우스와 가짜 컨트롤을 성공적으로 구별하는 것으로 나타났습니다. 여기,이 작업을위한 상세한 프로토콜이 제시됩니다. RWT 미로는 쥐가 자연적으로 쥐를 잡아 당겨서 장치의 측면을 포옹하는 것을 방지하기위한 자연스러운 경향을 이용합니다 (thigmotaxis). 미로의 벽에는 장치의 바닥 위에 9 개의 탈출구가 있으며, 마우스는 시각적 신호를 사용하여 미로 밖으로 이어지는 탈출 구멍을 찾도록 훈련됩니다. 미로는 차가운 물로 채워져 도망 치기에 충분하지만 쥐가 수영을 할만큼 충분히 깊지는 않습니다. 획득 기간은 네 번의 교육 만 필요합니다.5 일간의 기억력 검사와 12 일째의 장기간 기억력 검사를 실시했다. 여기에보고 된 결과는 RWT 미로가 쥐가 검증 한 수영 기반인지 검사의 대안으로 공간적 평가 TBI 마우스 모델의 기억력 결핍.

RWT 미로 ( 그림 1 )는 통제 된 피질 충격 유발 TBI 또는 가짜 수술 중 하나를 받기 위해 무작위로 할당 된 생쥐의 상해 의존 공간 기억 장애를 조사하기 위해 사용되었습니다. 상해는 3 mm 볼록한 팁과 6 m / s 타격 속도, 1 mm 관통 깊이 및 200 ms 접촉 시간과 같은 손상 매개 변수를 사용하여 솔레노이드 구동 피질 충격을 사용하여 생성되었습니다. 쥐는 수술 후 35 일부터인지 검사를 받았고, 위의 5 일에 4 일간의 훈련 (획득 기간)과 5 일째의 기억력 검사와 12 일째의 장기 기억력 검사를 받았다. 실험 계획안. 그림 2 는 TBI 마우스와 가짜 컨트롤 간의 시간에 따른 미로를 완료하기위한 대기 시간의 명확한 구분을 보여줍니다. 여기에 제시된 데이터의 분석은 TBI 생쥐에 비해 가짜 대조군에서 잠복기가 유의하게 감소되었음을 나타냈다<html> 5 일째와 12 일째 ( 그림 2 ). 시험 조건에 의해 불충분하게 고려 된 기준을 충족시키는 피험자는 없었으며, 따라서 분석에서 마우스를 제거하지 않았다. <img alt="그림 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55986/55986fig1.jpg" /> 그림 1 : 래디얼 워터 트레드 미로. 미로는 9 개의 출구가있는 32 인치 아연 도금 강철 욕조로 구성되어 있으며, 각 바닥은 장비 바닥에서 2 ~ 1 / 4 인치 높이에 있습니다. 이 출구 중 8 개는 대략 1 인치 (디코이 출구)에서 끝나고 탈출 경로를 시각적으로 확인하지 못하도록 90 ° 각도로 구부러진 뒤쪽에 숨어있는 열선 탈출구 (30cm x 15cm x 15cm)로 연결됩니다. 이스케이프 상자에 도달하면 피실험자는 1 분간의 시련 휴식을 받았다. 장치는 탈출 거동을 유도하기 위해 1 인치의 차가운 물 (12 ~ 14 ° C)로 채우고 공간 방향에 대해 5 개의 고유 한 시각적 신호를 배치합니다./ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55986/55986fig1large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55986/55986fig2.jpg" /> 그림 2 : 방사형 워터 트레드 미로의 대표 결과. 10 주령의 C57BL / 6J 마우스는 통제 된 통제 영향 (n = 11) 또는 가짜 (n = 6) 수술을 받았다. 상해 파라미터는 3 mm 볼록 충돌 팁, 6 m / s 속도, 1 mm 깊이의 침투 및 200 ms 드웰 시간이었습니다. 마우스는 부상 후 35 일 동안 RWT 미로 테스트를 받기 시작했습니다. 시험 프로토콜은 4 일 동안 3 회의 시험 (획득 기간), 5 일째의 기억 유지에 대한 3 회의 시험, 12 일째의 3 회의 장기 기억 시험으로 구성되었습니다. 획득 기간 (1-4 일) 동안의 그룹 차이 (F [1,15] = 1.844, p&gt; 0.05). 미로를 완료하기위한 지연 시간은 TBI 마우스에서 5 일째 (t [15] = 1.907, p &lt;0.05)와 12 일째 (t [15] = 2.242, p &lt;0.05)에서 가짜 대조군에 비해 유의하게 증가했다. 데이터 포인트는 그룹 평균 (± SEM)을 나타냅니다. 유의성은 표준 t- 테스트 (그룹 차이 의 선험 가설에 기초한 단측 검정)에 의해 결정되었고 p &lt;0.05 (*)로보고되었다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55986/55986fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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

여기서 우리는 수영을 필요로하지 않는 마우스 특유의인지 검사 프로토콜을 제시합니다. 이 테스트는 통제 된 피질 충격 유발 외상성 뇌 손상 마우스와 가짜 컨트롤을 성공적으로 구별하는 데 사용할 수 있습니다.

방사형 워터 트레드 미로를 이용한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 공간 기억 장애의 평가

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

assessing-spatial-memory-impairment-mouse-model-traumatic-brain

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

7.0K 조회수.  University of Washington.  여기서 우리는 수영을 필요로하지 않는 마우스 특유의인지 검사 프로토콜을 제시합니다. 이 테스트는 통제 된 피질 충격 유발 외상성 뇌 손상 마우스와 가짜 컨트롤을 성공적으로 구별하는 데 사용할 수 있습니다. 

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

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food deprivation, and may introduce scent cue confounds. The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs. Specifically, subjects are required to avoid the arms previously used for escape during each testing day (working memory) as well as avoid the fixed arms, which never contain escape platforms (reference memory). Re-entries into arms that have already been used for escape during a testing session (and thus the escape platform has been removed) and re-entries into reference memory arms are indicative of working memory deficits. Alternatively, first entries into reference memory arms are indicative of reference memory deficits. We used this maze to compare performance of rats with neonatal brain injury and sham controls following induction of hypoxia-ischemia and show significant deficits in both working and reference memory after eleven days of testing. This protocol could be easily modified to examine many other models of learning impairment.

The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs.

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

연구

행동분석학

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For many patients afflicted with CNS and non-CNS malignancies, radiotherapy and chemotherapy offer the best options for disease control. These treatments however come at a cost, and nearly all cancer survivors (~11 million in the US alone as of 2006) incur some risk for developing cognitive dysfunction, with the most severe cases found in patients subjected to cranial radiotherapy (~200,000/yr) for the control of primary and metastatic brain tumors1. Particularly problematic are pediatric cases, whose long-term survival plagued with marked cognitive decrements results in significant socioeconomic burdens2. To date, there are still no satisfactory solutions to this significant clinical problem.
We have addressed this serious health concern using transplanted stem cells to combat radiation-induced cognitive decline in athymic rats subjected to cranial irradiation3. Details of the stereotaxic irradiation and the in vitro culturing and transplantation of human neural stem cells (hNSCs) can be found in our companion paper (Acharya et al., JoVE reference). Following irradiation and transplantation surgery, rats are then assessed for changes in cognition, grafted cell survival and expression of differentiation-specific markers 1 and 4-months after irradiation. To critically evaluate the success or failure of any potential intervention designed to ameliorate radiation-induced cognitive sequelae, a rigorous series of quantitative cognitive tasks must be performed. To accomplish this, we subject our animals to a suite of cognitive testing paradigms including novel place recognition, water maze, elevated plus maze and fear conditioning, in order to quantify hippocampal and non-hippocampal learning and memory. We have demonstrated the utility of these tests for quantifying specific types of cognitive decrements in irradiated animals, and used them to show that animals engrafted with hNSCs exhibit significant improvements in cognitive function3.
The cognitive benefits derived from engrafted human stem cells suggest that similar strategies may one day provide much needed clinical recourse to cancer survivors suffering from impaired cognition. Accordingly, we have provided written and visual documentation of the critical steps used in our cognitive testing paradigms to facilitate the translation of our promising results into the clinic.

Cognitive impairment resulting from the radiotherapeutic management of brain tumors represents a clinically intractable condition that adversely impacts quality of life. The capability to critically evaluate potential interventions for ameliorating radiation-induced cognitive decrements ultimately depends on the capability to undertake rigorous quantitative assessments of cognition.

두개골 방사선 치료에 의한인지 감소를 Quantifying

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

의학

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

알츠하이머병 모델 마우스에서 학습 및 메모리 적자에 대한 모리스 워터 메이즈 테스트

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

신경과학

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and mortality. Based on the nature of primary injury following TBI, complex and heterogeneous secondary consequences result, which are followed by regenerative processes 1,2. Primary injury can be induced by a direct contusion to the brain from skull fracture or from shearing and stretching of tissue causing displacement of brain due to movement 3,4. The resulting hematomas and lacerations cause a vascular response 3,5, and the morphological and functional damage of the white matter leads to diffuse axonal injury 6-8. Additional secondary changes commonly seen in the brain are edema and increased intracranial pressure 9. Following TBI there are microscopic alterations in biochemical and physiological pathways involving the release of excitotoxic neurotransmitters, immune mediators and oxygen radicals 10-12, which ultimately result in long-term neurological disabilities 13,14. Thus choosing appropriate animal models of TBI that present similar cellular and molecular events in human and rodent TBI is critical for studying the mechanisms underlying injury and repair.
Various experimental models of TBI have been developed to reproduce aspects of TBI observed in humans, among them three specific models are widely adapted for rodents: fluid percussion, cortical impact and weight drop/impact acceleration 1. The fluid percussion device produces an injury through a craniectomy by applying a brief fluid pressure pulse on to the intact dura. The pulse is created by a pendulum striking the piston of a reservoir of fluid. The percussion produces brief displacement and deformation of neural tissue 1,15. Conversely, cortical impact injury delivers mechanical energy to the intact dura via a rigid impactor under pneumatic pressure 16,17. The weight drop/impact model is characterized by the fall of a rod with a specific mass on the closed skull 18. Among the TBI models, LFP is the most established and commonly used model to evaluate mixed focal and diffuse brain injury 19. It is reproducible and is standardized to allow for the manipulation of injury parameters. LFP recapitulates injuries observed in humans, thus rendering it clinically relevant, and allows for exploration of novel therapeutics for clinical translation 20.
We describe the detailed protocol to perform LFP procedure in mice. The injury inflicted is mild to moderate, with brain regions such as cortex, hippocampus and corpus callosum being most vulnerable. Hippocampal and motor learning tasks are explored following LFP.

Lateral fluid percussion (LFP), an established model of traumatic brain injury in mice, is demonstrated. LFP fulfills three major criteria for animal models: validity, reliability and clinical relevance. The procedure, consisting of surgical craniotomy, fixation of hub followed by induction of injury, resulting in focal and diffuse injuries, is described.

측면 유체 타악기 : 마우스의 외상성 뇌 손상 모델

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Utilizing the Modified T-Maze to Assess Functional Memory Outcomes After Cardiac Arrest

Background: Evaluating mild to moderate cognitive impairment in a global cerebral ischemia (i.e. cardiac arrest) model can be difficult due to poor locomotion after surgery. For example, rats who undergo surgical procedures and are subjected to the Morris water maze may not be able to swim, thus voiding the experiment.
New Method: We established a modified behavioral spontaneous alternation T-maze test. The major advantage of the modified T-maze protocol is its relatively simple design that is powerful enough to assess functional learning/memory after ischemia. Additionally, the data analysis is simple and straightforward. We used the T-maze to determine the rats&#39; learning/memory deficits both in the presence or absence of mild to moderate (6 min) asphyxial cardiac arrest (ACA). Rats have a natural tendency for exploration and will explore the alternate arms in the T-maze, whereas hippocampal-lesioned rats tend to adopt a side-preference resulting in decreased spontaneous alternation ratios, revealing the hippocampal-related functional learning/memory in the presence or absence of ACA.
Results: ACA groups have higher side-preference ratios and lower alternations as compared to control.
Comparison with Existing Method(s): The Morris water and Barnes maze are more prominent for assessing learning/memory function. However, the Morris water maze is more stressful than other mazes. The Barnes maze is widely used to measure reference (long-term) memory, while ACA-induced neurocognitive deficits are more closely related to working (short-term) memory.
Conclusions: We have developed a simple, yet effective strategy to delineate working (short-term) memory via the T-maze in our global cerebral ischemia model (ACA).

This protocol describes the use of a modified T-maze to evaluate functional learning/memory in asphyxia cardiac arrest-induced cerebral ischemia.

심장 마비 후 기능 메모리 결과 평가 하기 위해 수정 된 T-Maze를 활용 하 여

Background: Evaluating mild to moderate cognitive impairment in a global cerebral ischemia (i.e. cardiac arrest) model can be difficult due to poor ...

Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific research to assess the learning and memory of animals. Due to the extensive use of the MWM test, visual experimental protocols are essential for researchers. This manuscript uses the latest studies to introduce the protocol of the MWM test. Alzheimer&#8217; Disease (AD) is characterized by a progressive loss of memory and cognitive function. An alternative and complementary treatment used for AD is Manual Acupuncture (MA). To assess the learning and memory ability of AD model mice, the MWM test was conducted. The visible platform trial, hidden platform trial, probe trial, and reversal trial of MWM were used to evaluate spatial learning and memory ability. In the visible platform trial, the swimming speed and escape latency of mice in different groups was not significantly different. In the hidden platform and reversal trials, the AD group showed a long escape latency. The escape latency decreased significantly after the MA treatment. Low platform crossover number and the proportion of time in the SW quadrant in the probe trial increased after the MA treatment (p &#60; 0.05 or p &#60; 0.01). The results of the MWM tests suggest that MA can effectively improve the spatial learning and memory abilities of AD model mice. Rigorous experimental operations provided assurance of the reliability of the results.

Herein, a protocol to conduct the Morris water maze tests to evaluate the ability of learning and memory of Alzheimer&#8217;s Disease model mice and to assess the effect of manual acupuncture for treating them is described.

모리스 워터 미로를 이용한 알츠하이머 병 마우스 모델의 학습 및 기억 능력 분석

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific ...

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

뇌졸중과 알츠하이머 병의 유전자 변형 쥐 모델에서 모터 및 해마 종속 공간 학습 및 참조 메모리 평가

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

A Metric Test for Assessing Spatial Working Memory in Adult Rats Following Traumatic Brain Injury

Impairments to sensory, short-term, and long-term memory are common side effects after traumatic brain injury (TBI). Due to the ethical limitations of human studies, animal models provide suitable alternatives to test treatment methods, and to study the mechanisms and related complications of the condition. Experimental rodent models have historically been the most widely used due to their accessibility, low cost, reproducibility, and validated approaches. A metric test, which tests the ability to recall the placement of two objects at various distances and angles from one another, is a technique to study impairment in spatial working memory (SWM) after TBI. The significant advantages of metric tasks include the possibility of dynamic observation, low cost, reproducibility, relative ease of implementation, and low stress environment. Here, we present a metric test protocol to measure impairment of SWM in adult rats after TBI. This test provides a feasible way to evaluate physiology and pathophysiology of brain function more effectively.

Traumatic brain injury (TBI) is commonly associated with memory impairment. Here, we present a protocol to assess spatial working memory after TBI via a metric task. A metric test is a useful tool to study spatial working memory impairment after TBI.

외상성 뇌 손상 다음 성인 쥐에서 공간 작업 메모리를 평가 하기 위한 메트릭 테스트

Impairments to sensory, short-term, and long-term memory are common side effects after traumatic brain injury (TBI). Due to the ethical limitations of ...

폐쇄형 머리 손상 방법을 통한 마우스의 rmTBI 유도

Modified Mouse Model of Repetitive Mild Traumatic Brain Injury Incorporating Thinned-Skull Window and Fluid Percussion

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models with well-defined pathologies are urgently needed for studying the mechanisms of neuropathology after mild TBI and testing therapeutics. Replicating the entire sequelae of TBI in animal models has proven to be a challenge. Therefore, the availability of multiple animal models of TBI is necessary to account for the diverse aspects and severities seen in TBI patients. CHI is one of the most common methods for fabricating rodent models of rmTBI. However, this method is susceptible to many factors, including the impact method used, the thickness and shape of the skull bone, animal apnea, and the type of head support and immobilization utilized. The aim of this protocol is to demonstrate a combination of the thinned-skull window and fluid percussion injury (FPI) methods to produce a precise mouse model of CHI-associated rmTBI. The primary objective of this protocol is to minimize factors that could impact the accuracy and consistency of CHI and FPI modeling, including skull bone thickness, shape, and head support. By utilizing a thinned-skull window method, potential inflammation due to craniotomy and FPI is minimized, resulting in an improved mouse model that replicates the clinical features observed in patients with mild TBI. Results from behavior and histological analysis using hematoxylin and eosin (HE) staining suggest that rmTBI can lead to a cumulative injury that produces changes in both behavior and gross morphology of the brain. Overall, the modified CHI-associated rmTBI presents a useful tool for researchers to explore the underlying mechanisms that contribute to focal and diffuse pathophysiological changes in rmTBI.

저자 스포트라이트: 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 메커니즘 및 재활을 조사하기 위한 설치류 모델 최적화

This protocol presents a modified mouse model of repetitive mild traumatic brain injury (rmTBI) induced via a closed-head injury (CHI) method. The approach features a thinned-skull window and fluid percussion to reduce the inflammation commonly caused by meninges exposure, along with improved reproducibility and accuracy in modeling rmTBI in rodents.

얇아진 두개골 창과 유체 타악기를 통합한 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 수정된 마우스 모델

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models ...

방사형 워터 트레드 미로를 이용한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 공간 기억 장애의 평가

요약

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Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

두개골 방사선 치료에 의한인지 감소를 Quantifying

알츠하이머병 모델 마우스에서 학습 및 메모리 적자에 대한 모리스 워터 메이즈 테스트

측면 유체 타악기 : 마우스의 외상성 뇌 손상 모델

심장 마비 후 기능 메모리 결과 평가 하기 위해 수정 된 T-Maze를 활용 하 여

모리스 워터 미로를 이용한 알츠하이머 병 마우스 모델의 학습 및 기억 능력 분석

뇌졸중과 알츠하이머 병의 유전자 변형 쥐 모델에서 모터 및 해마 종속 공간 학습 및 참조 메모리 평가

외상성 뇌 손상 다음 성인 쥐에서 공간 작업 메모리를 평가 하기 위한 메트릭 테스트

얇아진 두개골 창과 유체 타악기를 통합한 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 수정된 마우스 모델

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