Тест крестообразный лабиринт для крыс

группа компаний «ВИВАРИЙ»

• 
• 
• 

Программно-аппаратный комплекс «приподнятый крестообразный лабиринт»

Новинка! Полный комплект (оборудование и программное обеспечение) для проведения теста “приподнятый крестообразный лабиринт или О-образный лабиринт” обеспечивает беспрецедентную простоту при использовании этих протоколов. Дружественное к пользователю инновационное решение для ваших исследований в области тревожных расстройств, депрессии и скрининга анксиолитических препаратов.

Приподнятый крестообразный лабиринт — распространенный тест для оценки тревожного поведения у лабораторных животных . Тест основан на врожденном страхе грызунов перед высотой и открытыми пространствами. Приподнятый крестообразный лабиринт — основной исследовательский инструмент при проведении нейробиологических исследований в области тревожных состояний, обычно используемый для исследования эффективности лекарственных препаратов.

Видеослежение — хорошо зарекомендовавший себя метод автоматизации поведенческих тестов. С этой целью компания Bioseb разработала специальное программное обеспечение EPM-3C для выполнения протоколов с применением приподнятого крестообразного и О-образного лабиринтов. Регистрация переходов животного из зоны в зону точно соответствует ручной оценке результатов теста благодаря специальному используемому морфологичному алгоритму. Отслеживаемые зоны: открытые/закрытые плечи лабиринта, центральная зона легко задаются пользователем с помощью ПО.

Плечи приподнятого крестообразного лабиринта Bioseb изготовлены из высококачественного оргстекла — материала, не впитывающего запахи. Их светло-серая матовая окраска делает их идеальным решением для использования с системой видеослежения. Сборка системы отличается своей простотой.

Принцип действия:

Тестовая установка состоит из крестообразного устройства с двумя открытыми и двумя закрытыми плечами, каждое из которых имеет открытую верхнюю часть и приподнято над полом. Страх грызунов перед открытыми пространствами приводит к отказу входить в открытые плечи лабиринта.

Тревожность грызунов прямо связана с распределением времени, проводимого в закрытых плечах лабиринта, в сравнении с временем, проводимом в открытых плечах. Чем выше уровень тревоги у животного, тем больше времени испытуемый проводит в закрытых областях лабиринта.

Для начала теста животное помещают в центральную область лабиринта. Длительность эксперимента обычно составляет 5 минут. Время, проведенное в различных областях лабиринта — основной показатель, регистрирующийся во время данного теста. ПО Bioseb также регистрирует число входов в различные области (открытые, закрытые плечи, центральная зона), определяет общую активность путем вычисления общего пройденного в лабиринте расстояния во время теста и вычисляет задержку перед первым входом животного в открытое плечо лабиринта.

Комплект поставки: лабиринт, основание лабиринты, видеокамера на штативе, кабель USB и лицензия на использование ПО.

Программное обеспечение:

ПО Bioseb EPM-3C дает пользователю всю информацию, необходимую при проведении эксперимента в три щелчка мыши. При этом большинство параметров вычисляются в режиме реального времени.

Таблица ниже демонстрирует результаты, получаемые с помощью ПО EPM-3C, с описанием научной значимости каждого параметра:

Абсолютное время и длительность эксперимента

Общее время, проведенное в зонах (в секундах и %)

Время, проведенное животным в открытых плечах лабиринта — главный индикатор для оценки тревожности

Задержка перед первым входом в зону

Задержка перед первым входом в зону — еще один индикатор, позволяющий оценить уровень тревоги у животного

Посещение (и % на каждую зону)

Число посещений (или входов) в открытые плечи лабиринта — еще один индикатор, использующийся для оценки уровня тревоги у животного

Среднее время на посещение (сек)

Среднее время на посещение открытых плеч лабиринта также может использоваться в качестве индикатора уровня тревожности

Средняя скорость перемещения (см/сек)

Скорость животного — индикатор для оценки двигательной активности животного

Источник

Крестообразный лабиринт

Изучение поведения грызунов в лабиринтах – это стандартная методика изучения стресса и тревожного поведения у крыс и мышей.

Лабиринты нашего производства изготовлены из поливинилхлорида (ПВХ).
Это жёсткий материал, мало чувствительный к царапинам, легко моется с использованием воды, спирта и ацетона.
Расцветка: черная, тёмно-серая, светло-серая, белая.

Прозрачные стенки изготовлены из плексигласа (акрила).

Приподнятый крестообразный лабиринт

Предназначен для выполнения психофармакологических тестов. Он представляет собой установку с двумя открытыми и двумя закрытыми рукавами, приподнятую на высоту 1 метр от пола. Изучение поведения грызунов в данном лабиринте – это стандартная методика изучения стресса и тревожного поведения у крыс и мышей. Считается, что выбор закрытого рукава обусловлен стрессом, тогда как открытый рукав выбирается при низком уровне тревожности.

Установка выполнена из качественного ПВХ, поверхность не скользкая и устойчива к царапинам. Сам лабиринт представляет собой разборный комплекс, позволяющий после каждого теста легко вынимать детали, образующие пол и боковые стенки, и мыть их под струей воды в раковине.

Тест легко автоматизировать с пакетом программ видеотрекинга и обработки данных «Минотавр». Одна из возможностей программы – это настройка эксперимента, удобная и понятная, в самом начале программы, выявление активных зон интереса и связывание с ними регистрируемых данных.

Источник

Приподнятый крестообразный лабиринт — Elevated plus maze

Приподнятый крестообразный лабиринт ( ЕРМЫ ) тест измерения тревожность у лабораторных животных , которые , как правило , используют грызун как скрининг тест для предполагаемых анксиолитических или анксиогенных соединений и в качестве общего инструмента исследований в нейробиологическом исследовании тревожности , такие как ПТСР и ЧМТ . Модель основана на отвращении подопытного животного к открытому пространству и его склонности к тигмотаксии . В EPM это беспокойство выражается тем, что животное больше времени проводит в закрытых руках.

СОДЕРЖАНИЕ

Метод

В тесте используется приподнятый плюсовидный (+) аппарат с двумя открытыми и двумя закрытыми рычагами. Поведенческая модель основана на общем отвращении грызунов к открытым пространствам. Это отвращение приводит к thigmotaxis : предпочтение оставаться в замкнутых пространствах или близко к краям ограниченного пространства. В EPM это означает, что животные ограничивают свои движения закрытыми руками.

На уменьшение тревожности указывает увеличение доли времени, проведенного в открытых рукавах (время в открытых рукавах / общее время в открытых или закрытых рукавах) и увеличение доли входов в открытые рукава (входы в открытые рукава / общее количество входов в открытые или закрытые рукава). Общее количество входов в руки и количество входов в закрытом состоянии иногда используется как мера общей активности. Связь между EPM и другими тестами исследовательской активности ( открытое поле и вылет) была проанализирована на двух линиях мышей.

Критика

Хотя EPM является наиболее часто используемой поведенческой моделью тревоги у животных, существует несколько вопросов, касающихся ее достоверности. Классические клинические анксиолитики, такие как бензодиазепины (например, валиум ), действительно снижают уровень тревожности при EPM. Однако более новые соединения, такие как агонисты 5-HT _1A (например, Буспар ), дают смешанные результаты. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина и трициклические антидепрессанты , которые обычно используются в клинических условиях для лечения тревожных расстройств, также не приводят к стойкому анксиолитическому эффекту на EPM. Это повышает вероятность того, что EPM является подходящей моделью для тестирования соединений, родственных GABA , таких как бензодиазепины или прямые агонисты GABA _A , но не для других препаратов. Несмотря на это, модель обычно используется для скрининга предполагаемых анксиолитиков и для общих исследований мозговых механизмов тревоги, вероятно, из-за простоты использования и огромного количества исследований, уже опубликованных в литературе.

Вариации

Повышенный нулевой лабиринт

Поднятый нулевой лабиринт (EZM) представляет собой приподнятую круглую взлетно-посадочную полосу с чередующимися открытыми светлыми участками и закрытыми темными участками. Непрерывный характер этого устройства устраняет проблему EPM в том, как учесть присутствие животного в центральной области EPM. В тесте EPM животные могут проводить до 30% своего времени в неоднозначной центральной стартовой зоне или часто возвращаться в нее, что затрудняет оценку биологической значимости поведения, связанного с тревогой. Животные вернутся в центральную область, потому что они привыкли к этой области и ассоциируют ее с «безопасностью».

Необработанные грызуны лучше исследуют открытые участки в EZM, чем в EPM. Это может указывать на то, что EPM препятствует разведке, но необходимо учитывать тот факт, что грызуны проводили время в центральной зоне EPM. EZM более чувствителен к изменениям, чем EPM, поскольку базовый уровень EZM ниже, чем EPM.

Приподнятый Т-образный лабиринт

У приподнятого Т-образного лабиринта (ETM) есть три рукава в форме буквы «Т». Одна рука закрыта и перпендикулярна двум другим открытым плечам. Этот тест предназначен для наблюдения за эффектами тревожности и их влиянием на обучение. Грызуна помещают на закрытую руку и позволяют исследовать. Испытание заканчивается, когда грызуны ставят все четыре лапы на открытые лапы. Крысам разрешается проводить несколько испытаний, пока они не научатся оставаться в открытой руке в течение 300 секунд. Это мера сдерживающего избегания . В зависимости от того, чем лечили грызунов во время тренировок, они учились с разной скоростью, давая информацию о том, как мозг хранит воспоминания. Этот тест можно использовать для оценки долговременной памяти. Когда грызун будет достаточно обучен, исследователи снова протестируют грызуна через неделю, чтобы понаблюдать, не забывает ли грызун оставаться в закрытой руке.

Дискриминантный тест избегания лабиринта

Как и в стандартном EPM, устройство, используемое в тесте распознавания избегания крестообразного лабиринта (PMDAT), имеет четыре плеча. Этот тест использовался для изучения взаимодействия между аверсивной памятью и тревожными реакциями у грызунов. Аппарат имеет два открытых плеча напротив двух закрытых. В этом тесте одна из закрытых рук сопряжена с отвращающими стимулами (например, яркий свет, громкий белый шум). Во время обучения животных помещают в аппарат лицом к перехвату между открытыми руками. Каждый раз, когда животное входит в отталкивающую закрытую руку, отвращающий стимул предъявляется до тех пор, пока животное не покинет руку. После второго контакта с лабиринтом (например, через 24 часа) отвращающие стимулы больше не появляются. Сохранение аверсивной памяти оценивается на основе относительного времени, проведенного в неаверсивной руке по сравнению с предыдущей аверсивной рукой, а тревожное поведение рассчитывается на основе времени, проведенного в открытых руках во время тренировки.

Многомерный тест концентрического квадратного поля (MCSF-тест)

MCSF-тест — это модель поведения, используемая для изучения оценки риска, принятия риска, беспокойства и поведения, направленного на поиск безопасности. Он имеет совершенно иную конструкцию по сравнению с Т-образным лабиринтом, но вместо использования набора различных моделей поведения этот тест можно использовать для измерения множества зависимых и независимых переменных. В этом контексте «многомерный» определяется как то, что субъект имеет свободный выбор различных сред, содержащихся в одном и том же устройстве и сеансе.

MCSF состоит из различных областей, связанных с принятием риска и поиском убежища. Таким образом, субъект может выбирать между локациями с разным качеством относительно открытых площадок, освещения, укрытия и исследовательских задач. Арена состоит из темного помещения, окруженного стенами и потолком, тускло освещенных коридоров, открытой площадки с умеренным освещением, области с дырочками, для достижения которой требуется определенное физическое усилие, и возвышенного моста с высокой освещенностью.

Надземный крестообразный лабиринт для людей с использованием виртуальной реальности

Используя комбинацию виртуальной реальности и элементов реального мира, EPM был передан для использования на людях. Участников исследования поместили на деревянный крест шириной 3,5 на 3,5 метра и высотой 0,3 метра с наушниками виртуальной реальности. В виртуальной среде реальный крест был подобран по точному размеру и ориентации. Открытые рукава находились выше 50-метрового падения над открытой водой, а закрытые рукава были окружены устойчивой и твердой поверхностью вокруг платформы. Подобно наблюдаемому поведению грызунов на EPM, участники сообщали о повышенном беспокойстве в открытых объятиях, но при этом избегали этого большего. Участники с высоким уровнем тревожности также чаще избегали открытых объятий.

Источник

Непредсказуемые мыши

Задача

В трех лабораториях — в Канаде, США и Великобритании — изучали уровень тревожности у мышей с помощью методики приподнятого крестообразного лабиринта (рис. 1). Он состоит из двух открытых рукавов и двух таких же по длине и площади рукавов, огороженных стенками. Подопытную мышь сажают в центр на открытую площадку и следят за ее поведением. Считается, что любопытные и самоуверенные мыши больше времени проводят на открытых рукавах, а боязливые и застрессированные — на закрытых.

Рис.1. Приподнятый крестообразный лабиринт. Изображение с сайта en.wikipedia.org

Тревожность изучали у мышей, нокаутных по гену рецептора серотонина (5-HT1B receptor), из одной и той же чистой (инбредной) линии, полученных из одного питомника. В качестве контроля использовали мышей той же линии с нормальным рецептором.

В первой лаборатории тревожность у нокаутных мышей оказалась ниже, чем в контроле, во второй — выше, а в третьей достоверно не отличалась. Во всех случаях использовали большие выборки мышей, и результаты имели высокий уровень достоверности.

Естественно, ученые пытались стандартизировать как можно больше параметров эксперимента. Но, видимо, какие-то параметры стандартизировать оказалось трудно или невозможно.

Как вы думаете, с чем могут быть связаны столь разные результаты? Какие именно неучтенные факторы, скорее всего, повлияли на поведение мышей?

Подсказка 1

Естественно, ученые использовали мышей одного пола (это были самки) и возраста и примерно одинаковой массы. В период эксперимента их держали поодиночке, других мышей рядом не было. Температура в помещениях была постоянной и везде одинаковой, как и фотопериод. Достаточно легко стандартизировать состав и количество корма. Все эти параметры на результат не влияли. Это было что-то другое. Попробуйте придумать несколько таких параметров, которые было труднее сделать одинаковыми во всех трех лабораториях.

Подсказка 2

Один из приглашенных экспертов дал такой совет: «Увольте или отправьте в отпуск весь технический персонал и наберите новый через агентство по найму. (далее шло название одной из профессий)». Ученые последовали этому совету, после чего результаты во всех трех лабораториях совпали: уровень тревожности у нокаутных мышей оказался пониженным по сравнению с контролем. Угадайте профессию новых технических сотрудников и возможную причину изменений (это будет наиболее вероятным из возможных ответов).

Решение

Идея задачи взята из книги «Genes, Environment, and Human Behavior», где описаны аналогичные результаты реального исследования. Но спектр возможных ответов там отсутствует. Каковы же возможные объяснения «непредсказуемости» мышей? Перечислю их в порядке возрастания вероятности (с моей точки зрения) того, что они реально повлияли на результат.

1) Может быть, важно, в какой ориентации (головой к открытому или к закрытому рукаву лабиринта) сажали мышь в начальный момент опыта (этот вариант ответа предложил один из школьников, с которыми я обсуждал эту задачу).

2) Поскольку лаборатории находились достаточно далеко друг от друга, на поведение мышей могли повлиять какие-то неучтенные погодные факторы — например, влажность воздуха или атмосферное давление (если их не контролировали в лабораториях).

3) Могла сыграть роль ориентация рукавов лабиринта относительно сторон света — конечно, в том случае, если у мышей есть «магнитное чувство» (см. Magnetoreception), обнаруженное за последние десятилетия у многих живых организмов.

4) Возможно, в вивариях разных лабораторий наши мыши приобрели различия в микробиоте, а ее состав может сильно влиять на поведение.

5) И, наконец, наиболее вероятное объяснение — связанное с подсказкой 2 — «человеческий фактор». В лаборатории, где мыши демонстрировали повышенную тревожность, например, с ними мог работать лаборант-мужчина, который обращался с мышами более «грубо и нечутко» (хотя и по инструкции), а в остальных двух — более или менее милые и ласковые девушки. Наш опытный эксперт, заподозрив влияние пола персонала, посоветовал найти временных лаборантов через агентство по найму нянь или сиделок.

Но даже если все лаборанты обращались с мышами одинаково чутко и ласково, на их поведение (мышей, а не лаборантов) вполне могли повлиять различия в запахе людей, связанные с чем угодно — не только с полом, но и с возрастом, расовой принадлежностью и даже состоянием здоровья.

Послесловие

Первые два варианта ответа довольно слабые — при желании эти факторы легко учесть и стандартизировать. Другой вопрос, всегда ли возникает такое желание у исследователей поведения.

На третий вариант ответа меня навела известная история с коровами, ориентированными вдоль магнитных линий на полях. О «магнитных» коровах писал даже журнал Nature (D. Cressey, 2008. ‘Magnetic cows’ are visible from space). Позднее дело запуталось (краткое популярное изложение истории можно посмотреть здесь), так что мы точно не знаем, чувствуют ли коровы (или мыши) магнитное поле и учитывают ли его в своей ориентации. Но исключать влияние земного магнетизма на поведение априори не стоило бы.

Четвертый вариант ответа гораздо правдоподобнее. Избежать попадания в виварий вирусов, бактерий и протистов достаточно сложно. Если за патогенными микробами тщательно следят (понятно, что токсоплазмы или подобные паразиты легко могли бы повлиять на поведение мышей, см. Токсоплазма — паразит, манипулирующий человеческой культурой, «Элементы», 05.09.2006), то избежать попадания бактерий-симбионтов или комменсалов с рук и одежды обслуживающего персонала гораздо труднее. А, как мы теперь знаем, даже один вид бактерий человека может сильно повлиять на поведение мышей (см. Лечение дисбактериоза кишечника снимает симптомы аутизма, «Элементы», 13.12.2013). Правда, в обсуждаемой в этой заметке работе бактерий добавляли в пищу, то есть мыши получали сразу много бактерий. Но ведь и случайно попавшая в кишечник бактерия может там размножиться.

Наконец, последний вариант ответа, как оказалось, не зря назван наиболее вероятным в исходном описании нашего эксперимента. Ученые озаботились этой проблемой, и вот результат: «Запах самцов (в том числе людей) вызывает стресс и связанную с ним пониженную чувствительность к боли у грызунов» (это заголовок статьи в Nature, опубликованной в 2014 году: Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents).

Увы, мужчине-лаборанту не обязательно быть грубым, чтобы вызвать повышенную тревожность у мыши:

Чувствительность мышей к запахам животных других видов столь высока, что может находить совершенно неожиданные применения. Например, оказалось, что мыши могут по запаху узнавать, родственны ли друг другу две обезьяны-бабуина (Using mice to assess the degree of relatedness in chacma baboons). Авторы статьи пишут, что они разработали новый прибор для исследований — «биологический ольфактометр»:

Но есть и масса других возможных вариантов. которые мы не разобрали в Решении. Сейчас мы знаем, что на поведение мышат может влиять всё что угодно: питание матери и степень ее ожирения (см. Кишечная бактерия влияет на социальное поведение мышей, «Элементы», 21.06.2016), опыт отцовства (см. The parenting switch), впечатления раннего детства (см. C. Zanettini, 2009. Postnatal handling reverses social anxiety in serotonin receptor 1A knockout mice) и т. п. В последней из приводимых работ изучали как раз нокаутных мышей по рецептору серотонина, правда, не тому, что в нашей задаче (Htr1a). У этих мышей уровень тревожности все-таки вроде бы повышен. Но оказалось, что его можно снизить, если в раннем детстве таких мышат раз в день «брать на ручки».

Мне видятся в этой истории две «морали». Во-первых, ясно, что лаборантов в поведенческих лабораториях рано или поздно должны заменить роботы. Все-таки запах смазки проще стандартизировать, чем запах лаборанта. Во-вторых, проводить многие работы по исследованию поведения сейчас под силу только хорошо оборудованных лабораториям, и дело это весьма затратное. На поведение (и здоровье!) мыши может повлиять всё что угодно: от генетического бэкграунда той или иной чистой линии до номера помёта, из которого взяты подопытные мышата, количества их братьев и сестер и детской психотравмы их бабушки по материнской линии.

Поэтому позволю себе дать практический совет руководителям школьных исследовательских работ (может быть, слегка неожиданный): не надо изучать влияние ГМО на здоровье крыс! И влияние фастфуда — тоже не надо! Кто хочет — тот, конечно, находит это влияние (ясное дело — вредное). И плодятся такие работы, как мухи. Но научная ценность всех этих «исследований» равна нулю: корректно поставить эксперимент в этой области слишком сложно, чтобы с этим справился ученик. Есть масса других интересных задач и прекрасных тем, вполне посильных для любителей — в том числе в области изучения поведения (см. для примера: Черепахи учатся на чужом опыте, «Элементы», 21.10.2010). Проверить результаты такой работы на еще одном виде — уже будет польза.

Кроме того, мы удивительно мало знаем про поведение многих видов в природе. Можно дать простор своей фантазии и придумать новый «эксперимент в естественных условиях». А можно просто внимательно и вдумчиво понаблюдать за чем-то, что привлекло ваше внимание. И тогда — если повезет — можно сделать по-настоящему интересную работу и даже новое открытие.

Источник