Diese Publikation wird durch Cure CMD, Französisch Muskeldystrophie-Gesellschaft (AFM), einem translationalen Forschungsstipendium der Gesellschaft für Muskelkranke, die National Institutes of Health (1K26RR032082, 1P50AR060836-01, 1U54HD071601, 2R24HD050846-06), dem Department of Defense (gefördert W81XWH-11-1-0330, W81XWH-11-1-0782, W81XWH-10-1-0659, W81XWH-11-1-0809, W81XWH-09-1-0599) und ein Pilot Zuschuss von Parent Project Muskeldystrophie ( PPMD). Dieses Papier ist eine von mehreren in einer Reihe von Standardarbeitsanweisungen für die routinemäßig angewandten Methoden im Bereich angeborene Muskelerkrankung. Es spiegelt die Bemühungen diskutiert und fest um über 20 Experten auf dem Gebiet der angeborenen Muskelerkrankung auf der jüngsten Angeborene Muskelerkrankung Consortium Werkstatt, im April 2013 in Washington, DC statt

HINWEIS: Offenes Feld Activity Monitoring-System verwendet ein offenes Feld Plexiglaskammer mit Fotozelle Sender und Rezeptoren gleichmäßig entlang der Umfang der Kammer angeordnet (Abbildung 1). Diese Lichtschranke Sender und Rezeptoren schaffen eine xy-Gitter der unsichtbaren Infrarot-Strahlen. Wenn ein Tier in der Kammer platziert, bewegt sie sich etwa, was Strahl bricht. Vertikale Sensoren sind ebenfalls vorhanden, um vertikale Aktivität (dh die Aufzucht Verhalten) als auch zu bewerten. Der Analysator zeichnet die Strahlpause schnell Informationen und analysiert sie. Die Computer-Software berechnet dann mehrere Maßnahmen Aktivität über den voreingestellten Zeitraum. Diese Maßnahmen umfassen: horizontal Aktivität (Einheiten), vertikale Aktivität (Einheiten), Business (cm) Gesamtstrecke, Fahrzeit (sec) und Ruhezeit (sec) 5. HINWEIS: Im Allgemeinen ist die Testraum sollten Temperatur und Feuchtigkeit kontrolliert werden, sogar mit Beleuchtung. Testkammern sollten gleichmäßig distrug über den Raum und sollte nicht in direktem Licht, dunkle Ecken oder Schattenzonen platziert werden. Alle Instrumente Akklimatisierung und Prüfung sollte zur gleichen Zeit jeden Tag durchgeführt werden (zB in der Früh) und von den gleichen Personen. Diese Personen sollten dem Tier-Behandlungsgruppe geblendet werden und Genotyp, wenn möglich. Das folgende Protokoll wurde unter der Leitung und Genehmigung des Kinder National Medical-Center IACUC durchgeführt wurde. 1. Instrumenten Akklimatisierung <ol><li> Zeigen die Mäuse in den Testraum in ihre Käfige für etwa 10 min zu akklimatisieren. Verlassen Sie den Raum während der Eingewöhnungszeit. </li><li> Zurück zu den Testraum, und schalten Sie den Aktivitätskammern. Auch wenn Daten nicht in dieser Zeit gesammelt, wird diese weiter imitieren die Testumgebung. </li><li> Entfernen Sie vorsichtig jede Maus aus ihrem Käfig und sollten sofort in den Testkammern. Wenn die AktivitätKammer enthält ein Zentrum Teiler, der die Kammer in Quadranten (Abbildung 1) teilt, legen Sie die Maus in jede leere Quadranten. </li><li> Wenn alle Tiere in den Testkammern geladen, legen Sie den Deckel auf der Oberseite jeder Testkammer. Verlassen Sie den Raum während dieser Zeit der Akklimatisierung. </li><li> Nach der 60 min, zurück in den Raum. Nehmen Sie den Deckel von jeder Testkammer und sanft jede Maus zurück, um seine oder ihre jeweiligen Heimatkäfig. </li><li> Reinigen Sie jede Kammer mit Desinfektionsmittel und Papierhandtücher. Sicherzustellen, dass keine Schmutzpartikel in der Kammer belassen. HINWEIS: Wenn mehrere Sitzungen werden jeden Tag laufen, jeder Testkammer gründlich zwischen den einzelnen Sitzungen zu reinigen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 1-6 für 4 aufeinander folgenden Tagen. HINWEIS: Führen Sie Akklimatisierung eine Woche vor der ersten Datenerhebung. Werden Tiere mehrere Male in einer Studie getestet, Akklimatisierung nur vor der ersten Runde der Tests, um die Gewöhnung zu vermeiden zuführen. Darüber hinaus die Tiere zufällig in eine neue zuweisenKasten pro Sitzung. Verfolgen Sie die Box Aufgaben während der gesamten Dauer der Studie. </li></ol> 2. Datensammlung <ol><li> Zeigen Mäuse in den Testraum in ihre Käfige für 10-30 min zu akklimatisieren. Verlassen Sie den Raum während dieser Zeit. </li><li> Nach dem 10-30 min, kehren Sie zu den Testraum. Schalten Sie die Aktivität Kammern und öffnen die zugehörige Software auf dem Computer mit den Kammern verbunden. Wenn die Kammer enthält einen Quadranten Teiler, legen Sie die Partition zu diesem Zeitpunkt. HINWEIS: Wenn die Testkammer enthält eine Quadrantenteiler, mit zwei Tieren in der Testkammer während der Datensammlung aufgestellt werden. Ein Tier kann in der vorderen linken Quadranten und eine in der hinteren rechten Quadranten (Figur 1) angeordnet werden. HINWEIS: während der Datenerfassung oder in der gleichen Zeile oder Spalte Tiere in allen vier Quadranten legen. Indem die Tiere in diesen Orientierungen mit der xy-Raster von Infrarot-Strahlen und der Tierbewegungen stören wirdungenau gemessen. </li><li> Konfigurieren Sie die Computer-Software, um eine prebeam Prüfung durch. Diese Konfiguration ermöglicht eine um ein Pre-Check Strahl nach dem Versuchsaufbau und vor dem Einsetzen der Tiere in die Versuchskammern (siehe unten) laufen. HINWEIS: Wenn die prebeam geprüft wird, prüft der Computer-Software die Funktion der xy-Infrarot-Strahlen. Zum Beispiel kann es bestimmen, ob die Fotozelle Emitter und Rezeptoren blockiert und nicht in der Lage, um eine Bewegung innerhalb der Kammer entsprechend zu detektieren. </li><li> Stellen Sie die Primärdatenerhebung Parameter in der Computer-Software zu sechs 10 min Blöcke von Daten zu sammeln (dh Daten für insgesamt 60 min sammeln), und geben Sie dann das entsprechende Datum, Dateiname und-Maus-ID-Nummern. </li><li> Wenn alle Parameter eingestellt sind, führen Sie den prebeam Prüfung. Wenn eine Kammer nicht passieren die prebeam überprüfen ist es sehr wahrscheinlich aufgrund der schlechten Ausrichtung des Zentrums Quadranten Teiler oder Testkammer. Wenn dies geschieht, richten Sie den Mittelpunkt Quadranten diviDER und Testkammer, bis die Sensoren nicht mehr blockiert und das System fest, dass die Testkammer ist fertig. Wenn das nicht das Problem zu beheben, beziehen Sie das Gerätehandbuch. </li><li> Wenn alle Testkammern sind bereit, entfernen Sie vorsichtig die Maus aus seinem Käfig und sofort legen ihn oder sie in die Testkammer. Beachten Sie die ID der Maus und sicherzustellen, dass es den einen in Computer eingegeben einstimmt. </li><li> Sobald alle Tiere ordnungsgemäß in die Testkammern geladen, legen Sie den Deckel auf der Oberseite jeder Kammer. Dann wählen Sie den entsprechenden Befehl in die Computer-Software, um die Datenerfassung zu starten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Analysator und Computer-Software Aufnahme Aktivität beginnen entsprechend der Datensammlung Parameter. </li><li> Verlassen Sie die Testraum für den Rest der Testphase. </li><li> Nach Abschluss der Testphase (dh 60 Minuten später), sofort auf den Testraum zurück. Speichern Sie die Daten, und dann zurückkehren, um ihren Respekt jedes Tierive eigenen Käfig. </li><li> Reinigen Sie alle Einheiten mit einem Desinfektionsmittel und Papierhandtücher. HINWEIS: Wenn mehrere Sitzungen werden jeden Tag laufen, jeder Testkammer gründlich zwischen den einzelnen Sitzungen zu reinigen. </li><li> Exportieren von Daten in einer Tabellenkalkulation und beenden Sie das Software-Programm. </li><li> Überprüfen Sie die Daten, um sicherzustellen, dass sie aufgezeichnet wurden. Wenn die Daten nicht aufgezeichnet wurden, oder die Tiere über die Gesamtheit des Datensammelzeitraum schlief, führen einen zusätzlichen Tag der Datenerhebung. HINWEIS: Ein Tier wird als &quot;schlafenden&quot;, wenn sie nicht während der gesamten Testdauer 60 min zu bewegen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2,1 bis 2,12 für 4 aufeinander folgenden Tagen. HINWEIS: Wenn Tiere zu mehreren Zeitpunkten während der gesamten Dauer einer Studie getestet, nicht offenen Feld Aktivitätsmessungen mehr durchführen als einmal im Monat, um die Gewöhnung zu vermeiden. Außerdem zufällig die Tiere auf ein neues Feld zuordnen jede Sitzung. Verfolgen Sie die Box Aufgaben während der gesamten Dauer der Studie. </li></ol> 3. Datenanalyse <ol><li> Berechnen Sie die mittlere horizontale Aktivität (Einheiten), vertikale Aktivität (Einheiten), reiste Gesamtstrecke (cm), Bewegungszeit (sec) und Ruhezeit (sec) pro Maus und Gruppen. Der Computer-Software berechnet und zeigt die Gesamt horizontale Aktivität (Einheiten), vertikale Aktivität (Einheiten), Gesamtdistanz (cm), Bewegungszeit (sec) und Ruhezeit (sec) über den Erhebungszeitraum (dh 60 min) für jede Maus. Berechnet den Mittelwert für jede der oben genannten Parameter aus den 4 Tagen der Datenerfassung. </li><li> Vor der Durchführung von statistischen Analysen, beurteilen die Normalität der Daten mit dem Shapiro-Wilk-Test, und überprüfen Sie die Ausreißer mit Hilfe der Grubbs-Test. Entfernen Sie alle signifikanten Ausreißer (p &lt;0,05). </li><li> Für normalverteilte Daten, Vergleichsmittel zwischen den Gruppen entweder einen unabhängigen Stichproben-t-Test oder eine Einweg-ANOVA und post-hoc-Test mit p-Werten für Mehrfachvergleiche angepasst hängening auf die Gesamtzahl der Behandlungsgruppen. </li><li> Für nicht-normalverteilten Daten vergleichen Mittelwerte zwischen den Gruppen entweder mit dem Wilcoxon-Rangsummentest, oder Kruskal-Wallis-Test und-Rangsummentest mit resultierenden p-Werte für mehrere Vergleiche in Abhängigkeit von der Anzahl der Behandlungsgruppen eingestellt. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Der offene Bereich der Aktivitätsmessung ist ein in vivo-Assay, die vorteilhaft für die Beurteilung der Krankheitsprogression und Arzneimittelwirksamkeit in Tiermodellen von neuromuskulären Erkrankungen 6,7,11-14 sein kann. Wie in 2 gezeigt ist, stellt sie eine Beurteilung der Aktivität, die in der Regel während Lokomotive Funktion. Dies ist eine andere Maßnahme als die Muskelkraft, so dass es eine ideale sekundäre oder Hilfs Ergebnis Maßnahme in einer präklinischen Studie durchzuführen. Darüber hinaus ist es eine klinisch relevante 15, nichtinvasive Maßnahme, die mehrfach während der gesamten Dauer der Studie durchgeführt werden kann. Allerdings ist Verhaltens-und Bewegungsaktivität zusätzlich durch weitere Faktoren beeinflusst, wie gut (dh Experimentator Handhabung, Umweltbedingungen und Kognition) Schaffung Variation im offenen Bereich Aktivitätsdaten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine gut getestete und standardisierte Protokoll, Variation reduziert und ermöglicht Ergebnisse zu c werden kannüber mehrere Labors ompared, in der Hoffnung, der Verbesserung der Übersetzung in unserem Bereich. Ein großer Nachteil dieser Maßnahme ist, dass es sehr variabel und von zahlreichen externen Faktoren beeinflusst wird. Allerdings haben wir dies bei der Entwicklung des Protokolls. Wir untersuchten eine Vielzahl von Testprotokollen bis hin in der Dauer von 1-5 Tage der Datenerhebung. Am Ende haben wir festgestellt, dass die Durchführung Instrument Akklimatisierung vor der Datenerfassung, die Tiere mit der Testkammer Umgebung vertraut zu machen und die Durchführung von 4 Tagen nach der Datenerhebung deutlich in den Ergebnisdaten 5 reduziert die Menge der Variation. Dieses Protokoll wurde ursprünglich entwickelt, um Verhaltens-und Bewegungsaktivitätsniveaus in der mdx-Maus-Modell zu bewerten; Allerdings wurde dieses Protokoll vor kurzem in der Dy2J Tiermodell als auch 6 validiert. Es wird vorgeschlagen, dass das Protokoll in Ihrem Labor für jeden Tiermodell vor der Verwendung in einer präklinischen Studie standardisiert werden. Aktivität im offenen Feld variiert je nach genetischem Hintergrund 17, 18-20 Geschlecht, Alter 18 und 21 zirkadianen Rhythmus. Dies erfordert Tieren gleichen Alters und Geschlechts und genetischen Hintergrund gleichzeitig bewertet werden. Während der Planungsphase sollte eine sorgfältige Gedanken in der Entscheidung, in welchem ​​Alter oder Alters offenen Feld Aktivität bewertet werden gestellt werden. Jedes Tiermodell hat seine eigene Krankheitsprogression und Lok-und Verhaltens Phänotyp, der Schweregrad und Alter 6,15 (Abbildung 2 und Abbildung 3) variieren. Daher ist es wichtig, klinisch und pathologisch relevanten Zeitpunkte zu bestimmen, die Aktivität im offenen Feld Maßnahmen. Die Gesamtzahl der Tiere in jeder Behandlungsgruppe erforderlich, um statistisch signifikante Unterschiede festzustellen variiert von Tier-Modell, dem Alter und Geschlecht sowie. Folglich sollten relevante Probengröße Berechnungen auch in der Planungsphase durchgeführt, um bestim werdenine der Gesamtzahl der Tiere in jeder Behandlungsgruppe erforderlich, um statistisch signifikante Unterschiede festzustellen. Diese Berechnungen sollten auch Berücksichtigung zusätzlicher Ergebnismessungen in der Studie verwendet (zB Griffstärke-Messungen oder histologische Analysen) zu nehmen. Basierend auf unserer Leistungsberechnungen, wir verwenden in der Regel 10-12 Tieren pro Behandlungsgruppe. Darüber hinaus sollte ein besonderes Augenmerk auf welchem ​​Kontrollstamm in der Studie verwendet wird, bezahlt werden. Es gibt eine Tendenz für fehlerhafte Kontrollstämme in präklinischen Studien verwendet werden. Beispielsweise werden BL6-Mäusen oft als Kontrollstamm für mdx-Mäuse verwendet; jedoch ist die mdx-Maus auf einem BL10 Hintergrund. Wie in Figur 3 zu sehen ist, sind BL10 Mäusen viel aktiver als BL6-Mäusen, die es unmöglich machen MDX und BL6 Daten vergleichen lassen. Bei der Durchführung von präklinischen Studien mit mdx-Mäusen, sollte BL10 Mäuse als Kontrollstamm verwendet werden. Außerdem, wenn eine Studie wird mit den Dy2J Mäusen, BL6-Mäusen sollte als contr verwendet werdenol Belastung. Kleine Veränderungen der Umwelt können auch erhebliche Auswirkungen auf Aktivität. Dazu gehören Beleuchtung, Temperatur, Feuchtigkeit, Geruch, Lärm und menschliche Aktivität 4,15. Daher ist es sehr wichtig, dass die Prüfung in der gleichen Zeit jeden Tag 5 in einer temperatur-und feuchtigkeitskontrollierten Raum mit nicht-direkte Beleuchtung durchgeführt werden. Die Testkammern sollten gleichmäßig im Raum angeordnet werden und nicht unter direkter Beleuchtung oder in Schatten oder dunklen Ecken 5 platziert. Die Tiere sollten nach dem Zufallsprinzip, um ihre Testkammern pro Tag zugewiesen werden, um die Auswirkungen der unterschiedlichen Umweltbedingungen im gesamten Raum zu reduzieren, und sie sollten die Möglichkeit haben, um den Testraum für 10-30 min vor der Datenerfassung zu gewöhnen werden. Stellen Sie sicher, um das Feld Zuordnung der einzelnen Tiere während der gesamten Dauer der Studie verfolgen, um sicherzustellen, dass eine Beeinflussung der Box / Umgebung wird zu gleichen Teilen unter den verschiedenen Behandlungsgruppen verteilt. Die Individuen Laden der animals in die Testkammern und Umgang mit den Tieren während der gesamten Dauer der Studie sollte der Behandlungsgruppe geblendet werden, und Tierstamm, wenn möglich. In vielen Fällen betroffen Genotypen unterscheiden sich deutlich von ähnlichen Kontrollen und Verblindung ist nicht möglich. Allerdings sollten Personen, immer zwischen behandelten und unbehandelten Gruppen geblendet werden. Darüber hinaus sollten alle Personen den Raum während der Datensammlung zu verlassen, um Lärm und Ablenkungen im Raum zu reduzieren, und alle Kammern sollten gründlich nach jeder Sitzung der Datenerhebung gereinigt werden. Diese Maßnahmen werden Variation deutlich reduzieren in den Daten. Es ist wichtig zu beachten, dass die Tiere auch sehr anfällig für die Anpassung 15. Daher wird vorgeschlagen, dass die Tiere aus der Testkammer direkt nach der 60 min der Datenerhebung jeder Tag und das offene Feld Aktivität entfernt werden, nicht mehr als einmal pro Monat bewertet. Die Gesamtstrecke und Gesamt unterwegsment Zeitmessungen sind in der Regel die empfindlichsten offenen Feld Aktivitätsmessungen 5 sein. In der Dy2J Modell, die vertikale Aktivitätsmessung neigt dazu, die empfindlichste offenen Feld Aktivitätsmessung (Abbildung 3); Allerdings kann es schwierig sein kann, um eine genaue vertikale Aktivitätsmessungen in kleinere Tiere zu erfassen. Zum Beispiel ist es möglich, dass ein kleiner Tier Aufzucht Verhalten aufweisen und der Sensor nicht erfasst es an der Höhe des vertikalen Sensors. Als Ergebnis empfehlen wir die Untersuchung von Tieren nicht früher als 5 Wochen alt sind. Es ist auch möglich, daß ein Tier während der gesamten Dauer eines Datensammelsitzung schlafen. Wenn dies der Fall ist, ist es angebracht, einen weiteren Tag in der Datensammlung hinzuzufügen. Schließlich kann eine schlechte Ausrichtung des Quadranten Teiler oder Blockade von Sensoren innerhalb des Feldes zu ungenauen Daten sowie führen. Daher ist es sehr wichtig, einen Sensor Vorprüfung vor dem Test nach dem Ende der Durchführung und Bewertung aller Datenjeder Datensammlung Sitzung. Vorsicht ist auch bei der Analyse von offenen Feld Aktivitätsdaten genommen werden. Offenen Feld Aktivitätsdaten hat eine Tendenz, nicht-normal verteilt und haben 4 Ausreißer. Vor der Durchführung von statistischen Analysen, unsere Biostatistikern empfehlen die Überprüfung der Daten auf Normalität und Ausreißer. Wenn die Daten nicht normal verteilt sind, sollte man prüfen, unter Verwendung eines parametrischen Test, wenn die Vergleichseinrichtung. Zusätzlich sollten alle Daten, die von einem Individuum, was die Behandlungsgruppen blind analysiert. Insgesamt hat sich die Aktivität im offenen Feld Maßnahme große Vorteile: a) es ist eine umfassende Bewertung der beiden Bewegungs und Verhaltensaktivität, die stark ist, aber nicht immer mit Lokomotive Funktion korreliert; b) es ist eine einfache Maßnahme, um durchzuführen; c) es erfordert keine Behandlung der Tiere während der Prüfung; d) es ist eine nicht-invasive Maßnahme, die mehr als einmal während der gesamten Dauer eines stu durchgeführt werden könnendy; e) keine besondere Ausbildung erforderlich ist, um den Test durchzuführen; f) mehrere Tiere gleichzeitig getestet werden; und g) es ist eine klinisch relevante Zielgröße 5,16. Doch beim Testen Therapeutika, bedenken Sie, dass andere Faktoren können das Verhalten eines Tieres beeinflussen und wiederum offenen Feld Aktivitätsmessungen. Medikamente können ZNS und oder andere Körperweiten Auswirkungen haben, und das Verhalten kann auch durch einen stressigen Umgebung beeinflusst werden. Als ein Ergebnis kann es schwierig sein, zu unterscheiden, ob Änderungen in Lokomotive oder Verhaltensaktivität Ebenen, um Änderungen der Muskelfunktion, Muskelkraft verbunden oder sind das Ergebnis von Nebenwirkungen des Arzneimittels. Daher sollten zusätzliche funktionelle, histologische und molekulare Tests oder auch durchgeführt werden. Diese standardisierten Protokoll wurde auch erfolgreich in anderen Muskelerkrankungen 4,17 verwendet; Jedoch, wie in Figur 3 zu sehen, Pilotstudien sollten zunächst durchgeführt, um die Empfindlichkeit der Messung im Tier zu bewertenModell.

Tiermodelle haben sich als nützlich erwiesen für das Lernen über Krankheitsmechanismen, aber ihre Nützlichkeit bei der Vorhersage die Wirksamkeit der Behandlung in klinischen Studien wurde häufig herausgefordert 1-3. Zahlreiche &quot;vielversprechende&quot; präklinische Studien werden jedes Jahr veröffentlicht wird; Aber nur sehr wenige der vorgeschlagenen Interventionen zeigen positive Ergebnisse bei der klinischen Studie bewegt. Diese Diskrepanzen sind oft auf Publikationsbias, optimistischen Schlussfolgerungen zugeschrieben und schlecht konzipiert und ausgeführt präklinischen Studien, die auf nicht reproduzierbare Ergebnisse 1-3 führen. Mit den aktuellen Fortschritte in der Medikamentenentwicklung für neuromuskuläre Erkrankungen, gibt es einen zunehmenden Bedarf an gut gestalteten präklinischen Studien. Insbesondere gibt es einen Bedarf für rigorose Methoden, die in einem standardisierten und verblindet durchgeführt werden können, mit validierten, reproduzierbare und übersetzbar Endpunkte. Als Mitglied des Angeborene Muskelerkrankung Consortium, mitder Wunsch, mehr strengen präklinischen Studien durchführen, teilen wir hier unsere Standard Operating Procedure (SOP) für Open Field Activity. Diese SOP wurde zuvor validiert 4 und als Teil von TREAT-NMD SOPs für Duchenne-Muskeldystrophie (DMD) Tiermodellen 5 veröffentlicht. Wir haben diese Methode verwendet, um Phänotyp und testen Sie die therapeutische Wirksamkeit von zahlreichen Drogen in einer Vielzahl von Tiermodellen für neuromuskuläre Erkrankung, einschließlich Lama2 dy-2J / J (Dy2J) Mäusen, die Tiermodell für kongenitale Muskeldystrophie (CMD) 6,7 . Im Gegenzug wird dieser Artikel von unseren bisher veröffentlichten TREAT-NMD SOP 5 angepasst. Die Aktivität im offenen Feld Überwachungssystem umfassend beurteilt Bewegungs und Verhaltens Aktivität von Mäusen, die mit Lokomotive Funktion korreliert werden können. Der Test wird auch häufig verwendet, um Angst und wie Sondierungs Verhaltensweisen 8-10 bewerten. Insbesondere ist die offene Feld ein nützliches Werkzeug für EselEssing Lokomotive Beeinträchtigung in Tiermodellen von neuromuskulären Erkrankungen 11,12 und die Wirksamkeit von therapeutischen Medikamenten, die Fortbewegung und / oder motorischen Funktionen verbessern 6,7,13,14 kann. Die Aktivität im offenen Feld Beurteilung stellt eine andere Maßnahme als die Muskelkraft, die häufig mit der Griffstärke wird gemessen, und es zeigt, wie Medikamente können auch andere Körper-Systeme sowie 5 beeinflussen (dh des zentralen Nervensystems). Darüber hinaus ist die Aktivität im offenen Feld Maßnahme, Gesamtdistanz, spiegelt die 6 min-Gehtest, eine klinische Studie Ergebnis Maßnahme, die auf submaximalen Trainingsleistung und Lebensqualität 15,16 konzentriert. Insgesamt ist dies macht die Aktivität im offenen Feld zu testen eine positive sekundäre oder Hilfs Ergebnis Maßnahme in präklinischen Studien zu verwenden. Allerdings hat die Aktivität im offenen Feld Überwachungssystem auch erhebliche Herausforderungen damit verbunden sind. Der Verhaltenstest und können ziemlich variabel sein, da sie von einer Vielzahl von externen beeinflusstFaktoren. Beispielsweise kann dieses Verhalten durch orientierende Antrieb (dh Kognition), Angst, Übelkeit, zirkadianen Rhythmus, Umweltfaktoren, genetische Hintergrund beeinflusst werden, zusätzlich zu den Motorausgang 10. Als Ergebnis ist es zwingend notwendig, diese Maßnahme in einer standardisierten Art und Weise mit einer kontrollierten Umgebung durchzuführen. Die hier vorgestellte Protokoll beschreibt unsere Aktivität im offenen Feld SOP im Detail. Es bietet Schritt-für-Schritt-Verfahren und weitere Diskussion wichtige Aspekte der Umweltbedingungen zu kontrollieren und helfen, Variabilität, typische Ergebnisse, Datenanalyse, und die Stärken der Einschätzung und Schwächen zu reduzieren im Detail.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="722">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:184px;">Company</td>
			<td style="width:155px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Equipment</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">VersaMax Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors</td>
			<td style="width:184px;">AccuScan Instruments, Inc. Columbus Ohio, USA</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:167px;">Retired</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Fusion Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors</td>
			<td style="width:184px;">Omnitech Electronics, Inc. Columbus Ohio, USA</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:167px;">Suggested system currently on the market</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Computer</td>
			<td style="width:184px;">Dell, Inc.&#160;</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Materials</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Virkon-S Broad spectrum disinfectant (Potassium Peroxymonosulfate/ Sodium Chloride)</td>
			<td style="width:184px;">Pharmacal Research Laboratories, Inc.</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mice</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">B6.WK-Lama2dy-2J/J (Dy2J)</td>
			<td style="width:184px;">Jackson Lab</td>
			<td style="width:155px;">000524</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">C57BL/6J (BL6)</td>
			<td style="width:184px;">Jackson Lab</td>
			<td style="width:155px;">000664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SJL/J (SJL)</td>
			<td style="width:184px;">Jackson Lab</td>
			<td style="width:155px;">000686</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J (mdx)</td>
			<td style="width:184px;">Jackson Lab</td>
			<td style="width:155px;">001801</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">C57BL/10ScSnJ (BL10)</td>
			<td style="width:184px;">Jackson Lab</td>
			<td style="width:155px;">000476</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

behavioral and locomotor measurements using an open field activity monitoring system for skeletal muscle diseases

Die Aktivität im offenen Feld Überwachungssystem umfassend beurteilt Bewegungs und Verhaltens Aktivität von Mäusen. Es ist ein nützliches Werkzeug für die Beurteilung der Werthaltigkeit Lokomotive in Tiermodellen von neuromuskulären Erkrankungen und Wirksamkeit von therapeutischen Medikamenten, die Fortbewegung und / oder Muskelfunktion verbessern kann. Das offene Feld Aktivitätsmessung stellt eine andere Maßnahme als die Muskelkraft, die häufig von der Griffstärke-Messungen beurteilt wird. Es kann auch zeigen, wie Medikamente können auch andere Körpersysteme in Mitleidenschaft, wenn sie mit zusätzlichen Zielparameter verwendet. Neben Maßnahmen wie Gesamtstrecke spiegeln die 6 min-Gehtest, eine klinische Studie Endpunkt. Allerdings ist offen Feld Aktivitätsüberwachung auch mit erheblichen Herausforderungen verbunden: Open Feld Aktivitätsmessungen variieren je nach Tier-Stamm, Alter, Geschlecht, und zirkadianen Rhythmus. Zusätzlich können Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, Lärm und sogar Geruchsbewertung Bilanz beeinflussen. Insgesamt ist diese manuscript bietet eine bewährte und standardisierte offene Feld Aktivität SOP für präklinische Studien in Tiermodellen der neuromuskulären Erkrankungen. Wir bieten eine Diskussion der wichtigsten Überlegungen, typische Ergebnisse, Datenanalyse, und detailliert die Stärken und Schwächen der offenen Feldtest. Darüber hinaus bieten wir Empfehlungen für eine optimale Studiendesign bei der Verwendung von offenen Feld-Aktivität in einer präklinischen Studie.

Bei der Analyse von offenen Feld Aktivitätsdaten, konzentrieren wir uns auf ein paar ausgewählte Messungen, die eine Beurteilung der Aktivität, die im Allgemeinen zu reflektieren Lokomotive Funktion bereitzustellen. Diese Parameter umfassen: horizontal Aktivität, vertikale Aktivität, Bewegung, Ruhezeit und Gesamtstrecke. Im Allgemeinen werden Tiere mit reduzierter Muskelfunktion weniger aktiv zu sein und haben geringere Bewegungsaktivität. Dieser ist in der Regel verbunden mit einer verminderten Aktivität horizontal, vertikal Aktivität, Gesamtstrecke und Fahrzeit und erhöhte Ruhezeit 5,6,12,17. Im Gegenteil werden die Tiere mit unbeeinträchtigt Muskelfunktion oder solche mit Therapeutika, die das Fortschreiten der Verschlechterung der Muskel Pathologie zu verringern behandelt eher höhere Aktivität 6,7,14,17 anzuzeigen. Um ein Beispiel für typische Ergebnisse mit diesem Protokoll in Tiermodellen der neuromuskulären Erkrankung erhalten wurden, zeigen, sofern wir Daten aus einer Längsschnittstudie we zuvor in der Dy2J kongenitale Muskeldystrophie (CMD) Tiermodell 6 durchgeführt. Kurz gesagt, enthält das Modell Dy2J eine verkürzte Form des LAMA2 Gen, das in der hinteren Gliedmaßen Lähmung, Demyelinisierung und dystrophischen Skelettmuskelveränderungen führt. Die Auswirkungen dieser Muskel Pathologie auf Aktivität in diesen Mäusen beobachtet. Zum Beispiel sind die Dy2J Mäuse in der Studie tendenziell niedriger horizontale Aktivität aufweisen und weniger Strecke, im Vergleich zu ihrem Alter und Geschlecht abgestimmt BL / 6 Wildtyp-Kontrollen während der gesamten Dauer der Studie (Abbildung 2); jedoch waren diese Unterschiede nicht immer signifikant. Das Fehlen von Bedeutung ist aufgrund der geringen Stichprobengröße und hohe konzern Variation in den BL6 Daten am wahrscheinlichsten. Variation ist typisch für offene Feld Aktivitätsdaten; Jedoch sind diese Daten insbesondere keine ausreichende Leistung, um zu bestimmen, ob diese Gruppen statistisch voneinander verschieden sind. Typischerweise ein n = 10-12 sollte verwendet werden, um zu erkennen s werdentatistically signifikanten Unterschiede 5,17. Zum Beispiel, wenn eine größere Stichprobengröße verwendet wird, wie es in der Studie durchgeführt SJL (siehe die zweite BL6 bar in den 3B, 3D und 3E) signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen beobachtet werden kann. Die Dy2J Tiere zeigten auch einen vollständigen Verlust der vertikalen Aktivität, die ihre Hinterbeinlähmung gespiegelt, und wiederum eine Unfähigkeit, hinten (2B) 6. Schließlich ist es wichtig zu beachten, die Geschlechtsunterschiede in der Aktivität. Zum Beispiel, neigten die Frauen aktiver zu sein als Männer, zeigt eine höhere Aktivität horizontal, vertikal Aktivität und Gesamtstrecke (Abbildung 2); jedoch sind diese Unterschiede statistisch nicht signifikant waren. Wir haben auch Daten aus mehreren früheren Studien in anderen Tiermodellen für neuromuskuläre Erkrankungen durchgeführt, sowie mehrere weitere Faktoren, die Einfluss auf Handlung markierenduktivität Ebenen (Abbildung 3). Zum Beispiel variieren Aktivität durch genetische Hintergrund 10. BL10 Wildtyp-Mäuse zeigen größere horizontale Aktivität, vertikale Aktivität und Gesamtstrecke im Vergleich zu alters-und geschlechtsspezifische abgestimmt BL6 Wildtyp-Mäusen (Abbildung 3). Dies ist eine wichtige Beobachtung zu beachten, wie die Nutzung der falsche Kontrollstämme in einer Studie die Daten unbrauchbar machen. Zweitens variieren Aktivität von Krankheitsmodell und Phänotyp (Abbildung 3). Zum Beispiel die SJL-Maus, das Tiermodell für Gliedergürtel-Muskeldystrophie-2B (LGMD-2B), zeigt die unterste Ebene der horizontalen Aktivität und Gesamtstrecke, gefolgt von der Maus und dem Dy2J mdx-Maus, das Tiermodell für Duchenne Muskeldystrophie (3A, 3C). Allerdings Dy2J Mäusen, die aufgrund ihrer Lähmung der hinteren Gliedmaßen, zeigen Sie das niedrigste Niveau der vertikalen Aktivität (3B). Es ist auch wichtig zu beachten, dass die höhereAktivität in der mdx Phänotyp wahrscheinlich auf die erhöhte Aktivitätsniveau des BL10 Hintergrundstamm zurückzuführen. Schließlich unterstreicht diese Zahl die Bedeutung der Tier Alter / Krankheit Pathologie zum Zeitpunkt der Prüfung. Zum Beispiel bei 30 Wochen alt, keine Unterschiede in Aktivität zwischen mdx-Mäusen und deren Alter und Geschlecht abgestimmt BL10 Wildtyp-Kontrollen (Abbildung 3) festgestellt werden. , 6 Wochen alt, rund um den Gipfel nekrotischen Phase in der mdx-Maus-Modell, zeigen mdx-Mäusen jedoch eine signifikante Abnahme der vertikalen Aktivität und horizontale Aktivität. Eine Abnahme ist auch in Gesamtentfernung beobachtet, aber dieser Unterschied ist nicht signifikant (Figur 3) 4. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51785/51785fig1highres.jpg" width="500" /> Abbildung 1. Aktivität im offenen Feld Apparate. Zwei offene Feldgeräte mit Mittel Quadrant Teiler, und Tops. Wenn herausnehmbare Mittel Quadranten Teiler vorhanden sind, sollten die Tiere nur in der vorderen linken (1, 3) und hinten rechts Kammern (2, 4) von jedem Feld während der Prüfung auf gültige Messwerte zu erhalten platziert werden. <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51785/51785fig2highres.jpg" width="500" /> Abbildung 2. Öffnen Feld Aktivitätsdaten. Typische offenen Feld Aktivitätsdaten für Dy2J (graue Linie, n = 3) und alters-und geschlechtsspezifische abgestimmt BL6 Kontrollstamm (schwarze Linie, n = 3) Mäusen bei 14, 19, 23, 25, und 30 Wochen alt (A - F) A) Horizontal-Aktivität (willkürliche Einheiten) Männchen, B) Horizontal-Aktivität (willkürliche Einheiten) Weibchen, C) Vertikal Aktivität (willkürliche Einheiten) Männchen, D) Vertikal Aktivität (willkürliche Einheiten) Frauen. E) Gesamtstrecke Travegeführt (cm) Männchen, Business E) Gesamtstrecke (cm) Weibchen. Die Daten wurden über 4 aufeinanderfolgenden Tagen gesammelt und gemittelt pro Maus und Gruppen. Die gleichen Mäuse wurden zu jedem Zeitpunkt getestet. Die Daten repräsentieren Mittelwert ± SEM. Daten, die zuvor veröffentlicht 6. Dy2J und BL6-Mäusen wurden mit einer unabhängigen Probe T-Test bei jedem Zeitpunkt verglichen. Ein p-Wert &lt;0,05 wurde als signifikant angesehen. * P &lt;0,05, ** p &lt;0,01, *** p &lt;0,001. <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51785/51785fig3highres.jpg" width="500" /> Abbildung 3. Öffnen Feld Aktivitätsdaten mehrere Stämme Typische Verhaltensaktivitätsdaten von männlichen BL10 (6 Wochen alt, n = 8; 25-30 Wochen alt, n = 10)., Mdx (6 Wochen alt, n = 9; 25-30 Wochen alt, n = 15), BL6 (Kontrollgruppe für Dy2J Mäuse, n = 3; Kontrollgruppe SJL-Mäuse, n = 13), Dy2J (n = 3), und SJL (n = 13)-Mäuse bei VArying Altersgruppen. A) Horizontal-Aktivität (willkürliche Einheiten) Daten von BL10 und mdx-Mäusen bei 6 und 25-30 Wochen alt, B) Horizontal-Aktivität (willkürliche Einheiten) Daten aus BL6, Dy2J und SJL-Mäusen bei 25-30 Wochen Alter, C) Vertikal-Aktivität (Units) Daten von BL10 und Mdx Mäusen nach 6 und 25-30 Wochen alt, D) Vertikal-Aktivität (Units) Daten von BL6 Dy2J und SJL-Mäuse im Alter von 25-30 Wochen , E) der gesamten Fahrleistung (cm) Daten von BL10 und mdx-Mäusen bei 6 und 25-30 Wochen alt, und F) der gesamten Fahrleistung (cm) Daten aus BL6, Dy2J und SJL-Mäusen bei 25-30 Wochen alt . Dy2J, Tiermodell für die CMD mit Laminin α2-Gen-Mutation auf dem BL6 Hintergrund; SJL, Tiermodell für Gliedergürtel-Muskeldystrophie-2B (LGMD-2B); mdx, Tiermodell für DMD auf dem BL10 Hintergrund. Es gibt keine ausreichenden dysferlin-SJL Kontrolle. Daten sind Mittelwerte ± SEM. B, C und D enthalten Daten, die zuvor VeröffentSchuppen 6,17. Daten nicht normal verteilt sind; Deshalb wurden die Daten mit Hilfe eines Wilcoxon-Rangsummen-Test verglichen. Ein p-Wert von p &lt;0,05 wurde als signifikant angesehen. Die folgenden Vergleiche wurden für jeden Parameter vorgenommen: a) BL10 und mdx-Mäusen nach 6 Wochen alt, p &lt;0,05; b) BL10 und mdx-Mäusen bei 25-30 Wochen alt, nicht signifikant; c) Dy2J und BL6 abgestimmt Kontrollstamm Mäuse bei 25-30 Wochen alt, p &lt;0,05; d) SJL und BL6 abgestimmt Kontrollstamm bei 25-30 Wochen alt, p &lt;0,001; e) BL10 Mäusen bei 25-30 Wochen alt und BL6 (Kontrollgruppe für Dy2J Mäuse) Mäuse 25 Wochen alt, p &lt;0,01; f) BL10 bei 25-30 Wochen alt und BL6 (Kontrollgruppe für SJL Mäuse) bei 25-30 Wochen alt, p &lt;0,001.

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Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

Aktivität im offenen Feld Stufen werden zur Lokomotive und Verhaltens Aktivität zu bewerten. Dieses Protokoll bietet eine gut gestaltete, standardisierte Protokoll in präklinischen Studien für neuromuskuläre Erkrankungen zu nutzen.

Verhaltens-und Bewegungsapparat Messungen mit einem offenen Feld Activity Monitoring-System für Skelettmuskelerkrankungen

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

behavioral-locomotor-measurements-using-an-open-field-activity

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

53.5K Aufrufe.  Children's National Medical Center.  Aktivität im offenen Feld Stufen werden zur Lokomotive und Verhaltens Aktivität zu bewerten. Dieses Protokoll bietet eine gut gestaltete, standardisierte Protokoll in präklinischen Studien für neuromuskuläre Erkrankungen zu nutzen. 

Serie: Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice and other rodents. Improvements in video tracking software (VTS) have allowed it to be coupled to LMA testing, dramatically improving specificity and sensitivity when compared to the line crossings method with manual scoring. In addition, VTS enables high-throughput experimentation. While similar to automated video tracking used for the open field test (OFT), LMA testing is unique in that it allows mice to remain in their home cage and does not utilize the anxiogenic stimulus of bright lighting during the active phase of the light-dark cycle. Traditionally, LMA has been used for short periods of time (mins), while longer movement studies (hrs-days) have often used implanted transmitters and biotelemetry. With the option of real-time tracking, long-, like short-term LMA testing, can now be conducted using videography. Long-term LMA testing requires a specialized, but easily constructed, cage so that food and water (which is usually positioned on the cage top) does not obstruct videography. Importantly, videography and VTS allows for the quantification of parameters, such as path of mouse movement, that are difficult or unfeasible to measure with line crossing and/or biotelemetry. In sum, LMA testing coupled to VTS affords a more complete description of mouse movement and the ability to examine locomotion over an extended period of time.

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice. Coupling of video tracking software (VTS) and LMA allows for the improvement of specificity and sensitivity, especially when compared with the manual, line crossing method of LMA analysis. Additionally VTS allows long-term tracking of mouse LMA.

Maus Kurz-und Langzeit-Bewegungsaktivität von Video-Tracking-Software analysiert

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

Forschung

Verhalten

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in 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 most commonly used platforms to measure behaviors in animal models. It is a fast and relatively easy test that provides a variety of behavioral information ranging from general ambulatory ability to data regarding the emotionality of the subject animal. As it relates to rodent models, the procedure allows the study of different strains of mice or rats both laboratory bred and wild-captured. The technique also readily lends itself to the investigation of different pharmacological compounds for anxiolytic or anxiogenic effects. Here, a protocol for use of the open field maze to describe mouse behaviors is detailed and a simple analysis of general locomotor ability and anxiety-related emotional behaviors between two strains of C57BL/6 mice is performed. Briefly, using the described protocol we show Wild Type mice exhibited significantly less anxiety related behaviors than did age-matched Knock Out mice while both strains exhibited similar ambulatory ability.

A protocol is provided to use an Open Field Maze to access general locomotor activity, anxiety and emotionality in a laboratory mouse model.

Die Nutzung der Open Field Maze auf Bewegungsapparat und Angst-ähnliches Verhalten bei Mäusen messen

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 ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

Experimentelle Bewertung der Maus Sociability einer automatisierten Bildverarbeitung Ansatz

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for examining how rats learn to use a place- or response-learning to successfully navigate in an open-field arena. Additionally, this protocol describes how the OFTM differs from other behavioral maze paradigms that are commonly used to study spatial learning in rodents. The OFTM described in this article was adapted from the one previously described by Cole, Clipperton, and Walt (2007). Specifically, the OFTM was created to test spatial learning in rodents without the experimenter having to consider how &#8220;stress&#8221; might play a role as a confounding variable. Experiments have shown that stress-alone can significantly affect cognitive function1. The representative results section contains data from an experiment that used the OFTM to examine the effects of estradiol treatment on place- and response-learning in adult female Sprague Dawley rats2. Future studies will be designed to examine the role of the hippocampus and striatum in place- and response-learning in the OFTM.

The Open-field Tower Maze (OFTM) is a maze created to study the behavioral and neural mechanisms of spatial learning (e.g., place- or response-learning) in rats. This maze is especially useful for experimenters who want to use a non-stressful maze paradigm to investigate spatial learning in their research.

Zeigen and Response Learning in der Open-field-Turm 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 ...

Basic Methods for the Study of Reproductive Ecology of Fish in Aquaria

Captive-rearing observations are valuable for revealing aspects of fish behavior and ecology when continuous field investigations are impossible. Here, a series of basic techniques are described to enable observations of the reproductive behavior of a wild-caught gobiid fish, as a model, kept in an aquarium. The method focuses on three steps: collection, transport, and observations of reproductive ecology of a substrate spawner. Essential aspects of live fish collection and transport are (1) preventing injury to the fish, and (2) careful acclimation to the aquarium. Preventing harm through injuries such as scratches or a sudden change of water pressure is imperative when collecting live fish, as any physical damage is likely to negatively affect the survival and later behavior of the fish. Careful acclimation to aquaria decreases the incidence death and mitigates the shock of transport. Observations during captive rearing include (1) the identification of individual fish and (2) monitoring spawned eggs without negative effects to the fish or eggs, thereby enabling detailed investigation of the study species' reproductive ecology. The subcutaneous injection of a visible implant elastomer (VIE) tag is a precise method for the subsequent identification of individual fish, and it can be used with a wide size range of fish, with minimal influence on their survival and behavior. If the study species is a substrate spawner that deposits adhesive eggs, an artificial nest site constructed from polyvinyl chloride (PVC) pipe with the addition of a removable waterproof sheet will facilitate counting and monitoring the eggs, lessening the investigator's influence on the nest-holding and egg-guarding behavior of the fish. Although this basic method entails techniques that are seldom mentioned in detail in research articles, they are fundamental for undertaking experiments that require the captive rearing of a wild fish.

A series of basic methods to enable the study of the reproductive ecology of fish kept in aquaria are described. These are useful protocols for collecting fish using SCUBA, transporting live fish, and observing the reproductive behavior of wild-caught fish kept in aquaria.

Grundlegende Methoden für die Untersuchung der Fortpflanzungsökologie von Fischen in Aquarien

Captive-rearing observations are valuable for revealing aspects of fish behavior and ecology when continuous field investigations are impossible. Here, a ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

Ein kabelloses, bidirektionale Schnittstelle für In Vivo Aufnahme und Stimulation der neuronalen Aktivität in Ratten frei Verhalten

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by many patients prompts the need to develop new therapeutic alternatives and to better understand the etiology of the disorder. Pre-clinical models with translational merits are rudimentary for this task. Here we present a protocol for the unpredictable chronic mild stress (UCMS) method in mice. In this protocol, adolescent mice are chronically exposed to interchanging unpredictable mild stressors. Resembling the pathogenesis of depression in humans, stress exposure during the sensitive period of mice adolescence instigates a depressive-like phenotype evident in adulthood. UCMS can be used for screenings of antidepressants on the variety of depressive-like behaviors and neuromolecular indices. Among the more prominent tests to assess depressive-like behavior in rodents is the sucrose preference test (SPT), which reflects anhedonia (core symptom of depression). The SPT will also be presented in this protocol. The ability of UCMS to induce anhedonia, instigate long-term behavioral deficits and enable reversal of these deficits via chronic (but not acute) treatment with antidepressants strengthens the protocol&#39;s validity compared to other animal protocols for inducing depressive-like behaviors.

Here we present the unpredictable chronic mild stress protocol in mice. This protocol induces a long-term depressive-like phenotype and enables to assess the efficacy of putative antidepressants in reversing the behavioral and neuromolecular depressive-like deficits.

Das unvorhersehbare milde Dauerstress Protokoll zur Induktion Anhedonie bei Mäusen

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep deprivation, and consolidated periods of behavioral immobility. The Mexican cavefish, Astyanax mexicanus (A. mexicanus), is a model for studying trait evolution in response to environmental perturbation. A. mexicanus exist as in eyed surface-dwelling forms and multiple blind cave-dwelling populations that have robust morphological and behavioral differences. Sleep loss has occurred in multiple, independently-evolved cavefish populations. This protocol describes a methodology for quantifying sleep and locomotor activity in A. mexicanus cave and surface fish. A cost-effective video monitoring system allows for behavioral imaging of individually-housed larval or adult fish for periods of a week or longer. The system can be applied to fish aged 4 days post fertilization through adulthood. The approach can also be adapted for measuring the effects of social interactions on sleep by recording multiple fish in a single arena. Following behavioral recordings, data is analyzed using automated tracking software and sleep analysis is processed using customized scripts that quantify multiple sleep variables including duration, bout length, and bout number. This system can be applied to measure sleep, circadian behavior, and locomotor activity in almost any fish species including zebrafish and sticklebacks.

This protocol details the methodology for quantifying locomotor behavior and sleep in the Mexican cavefish. Previous analyses are extended to measure these behaviors in socially-housed fish. This system can be widely applied to study sleep and activity in other fish species.

Automatisierte Messungen des Schlafes und Bewegungsorgane Aktivität im mexikanischen Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...

Using Facial Electromyography to Assess Facial Muscle Reactions to Experienced and Observed Affective Touch in Humans

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. Touch that optimally activates CT fibers is consistently rated as hedonically pleasant. Patient groups with impaired social-emotional functioning also show disordered affective touch ratings. However, relying on self-reported ratings of touch has many limitations, including recall bias and communication barriers. Here, we describe a methodological approach to study affective responses to touch via facial electromyography (EMG) that circumvents the reliance on self-report ratings. Facial EMG is an objective, quantitative, and non-invasive method to measure facial muscle activity indicative of affective responses. Responses can be assessed across healthy and patient populations without the need for verbal communication. Here, we provide two separate datasets demonstrating that CT-optimal and non-optimal touch elicit distinct facial muscle reactions. Moreover, facial EMG responses are consistent across stimulus modalities, e.g. tactile (experienced touch) and visual (observed touch). Finally, the temporal resolution of facial EMG can detect responses on timescales that supersede that of verbal reporting. Together, our data suggest that facial EMG is a suitable methodology for use in affective tactile research that can be used to supplement, or in some cases, supplant, existing measures.

We describe a protocol to assess facial muscle activity in response to experienced and observed tactile stimulation using facial electromyography.

Verwendung von Gesichts Elektromyographie Gesichtsmuskel Reaktionen auf erfahrene und beobachteten affektive Berührung beim Menschen bewerten

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. ...

Flypub To Study Ethanol Induced Behavioral Disinhibition and Sensitization

Alcohol use disorder (AUD) remains a serious problem in our society. To develop effective interventions for addiction, it is important to understand the underlying neurobiological mechanisms, for which diverse experimental approaches and model systems are needed. The main ingredient of alcoholic beverages is ethanol, which causes adaptive changes in the central nervous system and behavior upon chronic intake. Behavioral sensitization (i.e., escalated responses) in particular represents a key adaptive change underlying addiction. Most ethanol-induced behavioral sensitization studies in animal models have been conducted on the locomotor activating effect of ethanol. A prominent effect of ethanol is behavioral disinhibition. Behavioral sensitization to the disinhibition effect of ethanol, however, is underrepresented. To address this issue, we developed the Flypub assay that allows measuring the escalated increase in disinhibited courtship activities upon recurring ethanol exposure in Drosophila melanogaster.&#160;Here, we report the step-by-step Flypub assay including assembly of ethanol exposure chambers, setup of the assay station, criteria for fly care and collection, ethanol delivery, quantification of disinhibited courtship activities, data processing and statistical analysis. Also provided are how to troubleshoot critical steps, overcome limitations and expand its utility to assess additional ethanol-induced behaviors. The Flypub assay in combination with powerful genetic tools in Drosophila melanogaster will facilitate the task of discovering the mechanism underlying ethanol-induced behavioral sensitization.

The Flypub assay measures the behaviors that the fruit fly Drosophila melanogaster displays under the influence of ethanol. The assay can be readily mastered by experimenters at all levels and applied to various vaporized stimuli, facilitating substance abuse and addiction studies.

Flypub zur Untersuchung von Ethanol induzierte Verhaltenshemmung und Sensibilisierung

Alcohol use disorder (AUD) remains a serious problem in our society. To develop effective interventions for addiction, it is important to understand the ...