Los autores desean reconocer el programa de verano de Iniciación Científica, el Grupo de Usuarios de Tecnología Académica, el Centro para el aprendizaje digital, y el Centro de Ciencias de la Universidad de Redlands. Los autores desean dedicar este trabajo a la memoria de Lou Yango.

El protocolo descrito aquí fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad de Redlands. Los ratones C58, C57, y FVB utilizadas en estos estudios fueron criados en la Universidad de Redlands vivero desde el almacén obtenido originalmente del Laboratorio Jackson (Bar Harbor, ME). Centinelas de este vivero fueron examinados cada seis meses y se encontró que están libres de patógenos. 1. Equipos y habitación tenía una distribución Nota: Se han utilizado dos escenarios diferentes para las pruebas objeto novedoso: una jaula rectangular de plástico transparente (45 cm x 24 cm x 20 cm) o una jaula circular opaca con un diámetro de base de 41 cm; sin embargo, cualquier jaula puede ser utilizado. Pearson et al. Utilizan una jaula rectangular más pequeña (20 cm x 30 cm x 20 cm) en su ensayo. Detalles de este diseño experimental específico se incluyen a continuación, pero teniendo en cuenta la novedad de este ensayo, no hay normas aceptadas en el campo de fenotipado conductual para cualquiera de las variables descritas. <ol><li&gt; llenar el campo de prueba con aproximadamente ½ en las camas de mazorca de maíz. </li><li> Seleccionar cuatro diferentes objetos novedosos. Seleccionar cuatro objetos que son aproximadamente del mismo tamaño, construidos de plástico de alta densidad para facilitar la limpieza y resistir la masticación y diferentes entre sí en forma y color. Es importante destacar que asegurar que los ratones de prueba no están expuestos a estos objetos hasta que se ejecute en el ensayo. Nota: Por ejemplo, un ladrillo de color rosa de juguete, un mono rojo, un azulejo blanco con la escritura azul y una matriz de color blanco que se utilizaron aquí. </li><li> En el terreno rectangular, colocar estos objetos aproximadamente 3 cm de las esquinas. En la arena redonda, colocar los objetos, que son a la misma distancia entre sí y aproximadamente 10 cm de los lados. Registrar la colocación de cada objeto como un número diferente, 1-4 (Figura 1). Asegúrese de que los objetos se colocan en un orden aleatorio o contrapeso a lo largo de la prueba. </li><li> Posicionar una cámara directamente por encima de la pruebaArena para grabar todo el estadio durante los períodos de aclimatación y de ensayo. Nota: Tener investigadores en la misma habitación que los ratones pueden potencialmente influir en los niveles de actividad y de exploración durante la prueba. </li></ol> 2. Objeto Novel Prueba de Exploración <ol><li> Prueba en el inicio del ciclo de luz en una habitación iluminada con luz fluorescente a aproximadamente 100 lux. Asegúrese de que la iluminación es uniforme en todo el campo de prueba para estandarizar la apariencia durante la grabación de vídeo. </li><li> Coloque un notecard de dimensiones conocidas en la parte inferior del campo de prueba y comenzar la grabación de vídeo. </li><li> Transferir el ratón de prueba en un campo de prueba vacío durante 10 min para servir como un período de aclimatación. El expediente del vídeo del período de aclimatación. </li><li> Después del período de aclimatación, deje el puntero del ratón en la arena, añadir rápidamente los cuatro objetos nuevos a la arena de prueba y registrar el comportamiento del ratón durante 10 minutos adicionales. </li><li> Una vez que los 20 minutos de aclimatación PE / completos de pruebasha transcurrido RIOD, devolver la prueba ratón a su jaula y limpiar a fondo y secar los nuevos objetos y campo de prueba con jabón para lavar platos sin perfume y agua. </li></ol> 3. Vídeo de puntuación <ol><li> Completar todos los scoring de comportamiento utilizando el vídeo para facilitar la fiabilidad. Nota: Se utilizó el software de registro del comportamiento Noldus El observador para realizar los pasos 22, como se describe aquí, pero un programa especializado no es necesario: <ol><li> Antes de meter el primer vídeo, configurar el esquema de proyecto en el software de registro del comportamiento de codificación mediante la creación de un nuevo proyecto o mediante la edición de un proyecto existente, de forma similar. <ol><li> Dentro del cuadro de configuración del proyecto, establezca la adquisición de datos a &quot;Desconectado Observación. &#39; Dentro del cuadro de codificación del comportamiento, el programa de &quot;Scrabble&quot;, &quot;Digging&quot;, &quot;cría&quot;, &quot;Preparación&quot; y &quot;Objeto Sniff 1, 2, 3 y 4&quot; como &quot;Eventos de Estado &#39;. Programa &quot;Salto&quot; como un &quot;punto de sucesos &#39;. Nota: Definicións para estos comportamientos se describen en detalle en otra parte 11. Nota: Eventos de Estado tienen un inicio y de finalización, mientras Point Events simplemente recogen datos de recuento. Las pulsaciones de teclas para cada comportamiento discreto son generados por el software y estas pulsaciones de teclas correspondientes se programan en un teclado secundario (etapa 3.1.2). </li><li> Para programar el teclado secundaria, abra el software del teclado, haga clic en el botón apropiado secundaria teclado que se muestra en la pantalla, escriba la combinación de teclas adecuada y haga clic en OK. Una vez que el teclado secundaria se ha programado, cierre el software ya que el programa se ejecute en segundo plano de la computadora. </li></ol></li><li> Una vez que el proyecto se ha creado, utilice el software de registro de comportamiento para anotar el número y duración de las partes posteriores (definidas como las dos patas delanteras de ser colocado en una pared de la arena), cava (definida como dos patas delanteras del ratón madrigueras en la ropa de cama de la arena), la auto-novios (definida como la mOuse lamiendo cualquier región de su propio cuerpo y / o el ratón de tocar cualquier parte de la cara con sus patas delanteras), y saltos (definida como una cría de ratón y luego saltar de manera que los cuatro pies no toquen el suelo al mismo tiempo). <ol><li> Para marcar un vídeo, vaya a Archivo&gt; Abrir proyecto y, a continuación Observar&gt; Observación&gt; Nuevo. El programa solicita un nombre de archivo. Una vez nombrado, seleccione el archivo multimedia de vídeo apropiado. </li><li> Comience el marcador haciendo clic en el botón Iniciar Observación. Nota: Al puntuar comportamiento repetitivo ratón, todos los Estado Eventos requieren dos pulsaciones de teclado, la primera corresponde a la iniciación de la conducta y el segundo correspondiente al extremo de la conducta. Point Events sólo requieren sólo presionar una tecla. </li></ol></li><li> Anotar el número de veces que el ratón olfateó cada objeto. Sniffs se definen como cada vez que un ratón se mueve la nariz a menos de 0,5 cm de un objeto. Medir la duración sniff usando software de registro de la conducta de la misma manera que RePetduraciones de comportamiento sitivos se midieron (etapa 3.1.2). <ol><li> Cada vez que un ratón olfatea un objeto, registrar el número de la posición correspondiente, que dará lugar a una serie de números para el final del período de prueba 10 min (por ejemplo, 1243421 ...). registrar manualmente estos datos. Nota: para facilitar la eficiencia y consistencia mientras que anotaba los vídeos, los números corresponden siempre a una posición dada, se opone. </li><li> Si un ratón olfatea un objeto, mira hacia otro lado, y luego olfatea el objeto de nuevo, cuente a esa cantidad dos veces. </li><li> Una vez que el video completo de 10 minutos ha sido anotado, visualizar los datos haciendo clic en Análisis&gt; Análisis de Comportamiento&gt; Nuevo. Una vez que los datos aparecen en la pantalla, exportar o copiar y pegar en una hoja de cálculo separada. </li></ol></li><li> Registrar la distancia total recorrida el ratón dentro de la arena durante la prueba. Nota: El software de seguimiento de vídeo, calibrado para realizar un seguimiento de la prueba ratón y registrar la distancia total movido en centímetros, se utilizópara llevar a cabo este paso. Todos los vídeos anotados por el software de seguimiento de vídeo tenían un notecard de dimensiones conocidas colocadas en la arena en el inicio del vídeo. <ol><li> Utilice el notecard para calibrar cada vídeo en el software mediante el establecimiento de una línea de calibración a lo largo de cada extremo del notecard e introducir la longitud apropiada dentro de la pantalla de calibración del software. Una vez que se dibujan las líneas, la entrada de la longitud conocida y la anchura del notecard que corresponden a cada línea. </li><li> En Configuración de Arena, seleccionar toda la arena. Nota: Las áreas separadas de la arena se pueden diferenciar en el software si, por ejemplo, el movimiento del ratón a lo largo de las paredes frente a través del centro era de interés. </li><li> Dentro de Configuración de control de prueba, seleccione una duración de diez minutos. En Configuración de detección, elegir un objeto oscuro sobre un fondo claro. Nota: Esta tendría que ser cambiado si se estaban utilizando ratones albinos o si el fondo era de un tono más oscuro. </li><li> Una vez que los ajustesse han programado, la puntuación de los videos. Haga clic en Adquisición&gt; Abrir Adquisición. En el cuadro Control de Adquisición, haga clic en Nueva prueba y luego Iniciar prueba. Una vez transcurrido diez minutos, el programa se detiene y los datos se puede visualizar. </li><li> Haga clic en Analizar&gt; Calcular estadísticas. Una vez que los datos aparecen en la pantalla, exportar o copiar y pegar en una hoja de cálculo separada. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Análisis estadísticos, secuenciación <ol><li> Dentro de la serie de números correspondientes a oponerse investigaciones generados por cada ratón, identificar el número total de todas las posibles combinaciones de 3 dígitos, sin números de repetición (por ejemplo 121, 123, 124, pero no 112 o 122). Nota: Se utilizó un programa escrito en lenguaje de programación Python para identificar el número de veces que cada posible secuencia aparece en la cadena de números. No es necesario el uso de un programa de exterior, y este paso se pudo completar muchas formas diferentes (por ejemplo, usandouna función en Microsoft Word o Excel Find). </li><li> Registrar el número de veces que ocurre cada secuencia e identificar las tres secuencias más repetidos para cada ratón. Nota: Las secuencias individuales pueden variar por el ratón y la secuencia real es de menos interés que el número de veces que se repite una secuencia (es decir, la adherencia a un patrón es más importante que el patrón de sí mismo). </li><li> Debido a que el número total de secuencias se repite una ratón se correlacionan positivamente con el nivel de actividad, corregir estos valores dividiendo la cantidad de los patrones más frecuentes por el número total de patrones para cada ratón individual. Esto dará lugar a un índice de repetición de secuencia que es independiente de la actividad general. </li><li> Comparar el número de veces que cada ratón repite sus secuencias más comunes (corregida para el nivel de actividad) entre los grupos usando un ANOVA apropiado, procedimiento de comparación múltiple (test de Dunnett, por ejemplo) y las pruebas post-hoc. </li></ol><ol><li> Utilizando la misma secuencia de números generados anteriormente (etapa 3.1.3.1), identificar la novela preferencia objeto de cada ratón mediante el recuento del número total de veces que se ha investigado cada objeto, o en otras palabras, contando el número total de 1 seg, 2 sec , 3 seg, y 4 seg en la cadena de datos. Correcta para el nivel de actividad y la compara con la prueba ANOVA como se describió anteriormente (pasos 4.3 a 4.4). Nota: Estos métodos publicados por nuestro laboratorio 22 y descritos aquí se basan en gran medida de Pearson et al 17. </li></ol>

<ol>
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H., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathophysiology+of+restricted+repetitive+behavior.">The pathophysiology of restricted repetitive behavior.</a> J. Neurodev. Disord. 1 (2), 114-132 (2009).</li><li>Lewis, M. H., Bodfish, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+behavior+disorders+in+autism.">Repetitive behavior disorders in autism.</a> Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 4, 80-89 (1998).</li><li>Lam, K. S. L., Bodfish, J. W., Piven, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+three+subtypes+of+repetitive+behavior+in+autism+that+differ+in+familiarity+and+association+with+other+symptoms.">Evidence for three subtypes of repetitive behavior in autism that differ in familiarity and association with other symptoms.</a> J. Child Psychol. Psychiatry. 49 (11), 1193-1200 (2008).</li><li>Bishop, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcategories+of+Restricted+and+Repetitive+Behaviors+in+Children+with+Autism+Spectrum+Disorders.">Subcategories of Restricted and Repetitive Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorders.</a> J. Autism Dev. Disord. 43 (6), 1287-1297 (2013).</li><li>Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L. W., Bodfish, J. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+and+cognitive+stereotypies+in+the+BTBR+T+tf/J+mouse+model+of+autism.">Motor and cognitive stereotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism.</a> Genes Brain Behav. 10 (2), 228-235 (2011).</li><li>Belzung, C., Crusio, W. E., Gerlai, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+exploratory+behavior.">Measuring exploratory behavior.</a> Handbook of molecular genetic techniques for brain and behavior research (techniques in the behavioral and neural sciences). , 739-749 (1999).</li><li>Kalueff, A. 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N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains:+implications+and+recommendations+for+molecular+studies.">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacol. 132, 107-124 (1997).</li><li>Logue, S. F., Owen, E. H., Rasmussen, D. L., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+locomotor+activity,+acoustic+and+tactile+startle+and+prepulse+inhibition+of+startle+in+inbred+mouse+strains+and+F1+hybrids:+implications+of+genetic+background+for+single+gene+and+quantitative+trait+loci+analyses.">Assessment of locomotor activity, acoustic and tactile startle and prepulse inhibition of startle in inbred mouse strains and F1 hybrids: implications of genetic background for single gene and quantitative trait loci analyses.</a> Neurosci. 80 (4), 1075-1086 (1997).</li><li>Lamprea, M. R., Cardenas, F. P., Setem, J., Morato, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmotactic+responses+in+an+open-field.">Thigmotactic responses in an open-field.</a> Braz. J. Med. Biol. Res. 41, 135-140 (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

A continuación, presentamos un ensayo recientemente desarrollado que puede ser útil para la cuantificación de estados de ratón con la validez aparente de orden superior comportamientos repetitivos en los seres humanos. A diferencia de los ensayos más establecidos como el Barnes o T-laberinto, este nuevo ensayo exploración de objetos no requiere ningún tipo de formación del ratón ni es particularmente provocan ansiedad. Además, la novela exploración de objetos no requiere ningún alimento o estímulos sociales...

Trastorno del espectro autista (TEA) es un trastorno neurológico que consiste en tres síntomas principales: el deterioro social, dificultad para comunicarse a través del lenguaje, y comportamientos repetitivos estampadas 1. Desde el año 2000, el número de individuos que han sido diagnosticados con TEA ha aumentado de 1 en 150 a 1 en 68 en el lapso de diez años 2. Aunque la prevalencia de la enfermedad sigue aumentando, la causa de la enfermedad no se conoce todavía. Ha habido un aumento de los esfuerzos para identificar modelos apropiados de ratón para el núcleo y los síntomas asociados de TEA, ya que estos modelos podrían conducir a una mayor comprensión de los síntomas subyacentes y las causas de los TEA. Hay varias cepas puras de ratones que parecen mostrar comportamientos con validez aparente de los síntomas principales del ASD, incluyendo comportamientos repetitivos 3. Restringidos, conductas repetitivas (RRB) son un síntoma central de algunos trastornos psiquiátricos como la TEA.RRBs puede aumentar con la gravedad del trastorno 4, y pueden perturbar drásticamente el estilo de vida de los individuos afectados. RRB se colocan habitualmente en dos categorías, las conductas repetitivas de orden inferior, que en los seres humanos se componen de acciones tales como mecerse y sacudir las manos; y comportamientos repetitivos de orden superior, que consisten en la estricta adhesión a la rutina y la resistencia al cambio 5-8. Comportamientos repetitivos de orden inferior se han estudiado ampliamente en los roedores en los que se manifiestan como estereotipias de motor, que se pueden observar fácilmente en el establecimiento de un laboratorio 9. Estos comportamientos parecen tener buena cara validez de los RRB en los seres humanos, y potencialmente fuerte validez de constructo, así 10. Las pruebas de la presencia de los RRB de orden inferior se puede completar a través de supervisión por vídeo de la actividad del ratón para estudiar los combates y la duración de estas estereotipias motoras 11. conductas repetitivas orden superior representan un desafío para la re biomédica básicabuscar la utilización de roedores, ya que estos RRBs no se identifican como fácilmente a través de la simple observación. Debido a la dificultad en la identificación de estos comportamientos, existen menos ensayos establecidos para el comportamiento repetitivo de orden superior. Tradicionalmente, los RRB de orden superior se han medido en roedores utilizando un paradigma del laberinto en el que el animal de prueba está capacitado para alcanzar una buena competencia en escapar. La ubicación de escape se cambia entonces y el número de ensayos necesarios para volver a aprender la ubicación de escape se registró 12. Estos ensayos no son ideales, ya que requieren un período largo entrenamiento, a menudo inducen la ansiedad, y puede dar lugar a resultados muy variables. La exploración del agujero de a bordo también se ha utilizado para cuantificar de orden superior RRB 13,14. Este enfoque no requiere sesiones de entrenamiento prolongados, pero no se basan en la motivación de alimentos y / o la discriminación olfativa. Los ensayos para la RRB de orden superior que no son ansiogénico o requieren formación sería un buen complemento para el repertorio existente del agujero de a bordo exploratio<html> n y ensayos basados ​​en laberinto actualmente en uso. El C58 / J (C58) cepa endogámica de ratón ejemplifica muy altos niveles de comportamiento estereotípico asociado con TEA, a saber, estereotipias motoras repetitivas sin propósito y los niveles elevados de auto-aseo 3,11. Además, los ratones C58 muestran RRB a través de altos niveles de cría, de nuevo mover de un tirón y escarbando 11,14,16. Esta cepa comienza a mostrar estas conductas temprano en el período neonatal y continúa para mostrarlos durante la edad adulta. Sería ideal para ser capaz de detectar la presencia de elevados de orden superior RRB para complementar los RRBs de orden inferior bien documentados presentes en esta cepa, así como otras cepas de ratón. El nuevo ensayo de exploración objeto descrito aquí proporciona la oportunidad para que los investigadores observan de menor orden y de orden superior RRB al mismo tiempo, ya que da la posibilidad de medir los comportamientos modelados así como estereotipias motoras repetitivas. e_content &quot;&gt; Uso de la novela exploración de objetos como un ensayo para las conductas repetitivas de orden superior fue desarrollado por Pearson et al. 17. Esta nueva evaluación es una extensión de la prueba de campo abierto bien establecida 18-21 con la adición de cuatro nuevos objetos a la arena. los ratones se les permitió investigar libremente estos objetos no familiares y el número y el orden de las investigaciones objeto fue rastreado. las investigaciones de objetos continuación, se analizó la presencia de patrones, con los ratones BTBR que muestra los números elevados de investigaciones estampadas entre los objetos. el uso de este ensayo, los ratones puede mostrar de orden superior comportamientos repetitivos y estampadas al tiempo que elimina la necesidad de aprender comportamientos, así como la eliminación de los estímulos innecesarios. exploración de objetos Novel induce RRBs de orden superior, ya que permite a los ratones para crear patrones y secuencias de formulario a través de su exploración física . Utilizando este ensayo permite al investigador para cuantificar la presencia de estos RRBs de orden superior. Pearson et al. desarrollado este ensayo y lo utilizó para detectar la presencia de posibles comportamientos repetitivos de orden superior en la cepa de ratones endogámicos BTBR, con resultados interesantes 17. Hemos publicado recientemente un estudio de seguimiento mirando a los comportamientos de la C58, C57BL / 6J (C57) y / NJ (FVB) cepas FVB, así como una investigación más detallada sobre las posibles variables de confusión presente en este ensayo, y la posible enfoques estadísticos para el análisis de los datos generados 22.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Standard Polycarbonate Rodent Cage (45 x 24 x 20 cm)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Multiple cages are desirable to facilitate testing of multiple mice&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Opaque Circular Testing Arena (41 cm base diameter)</td>
			<td>United States Plastic Corp.</td>
			<td>13931</td>
			<td>Multiple arenas are desirable to facilitate testing of multiple mice&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Corn-Cob Rodent Bedding</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novel Object - red monkey</td>
			<td>Hasbro, Pawtucket RI</td>
			<td></td>
			<td>from Barrel of Monkeys</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novel Object - rectangular 2x4 LEGO</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novel Object - tile</td>
			<td>Thinkfun Inc., Alexandria VA</td>
			<td></td>
			<td>from Toot and Otto</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novel Object - standard white die</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video Camera</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Behavioral Logging Software - The Observer</td>
			<td colspan="2">Noldus, Wageningen, The Netherlands</td>
			<td>other programs may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video Tracking Software - EthoVision</td>
			<td colspan="2">Noldus, Wageningen, The Netherlands</td>
			<td>other programs may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Keys input keyboard</td>
			<td>P.I. Engineering, Williamstown MI</td>
			<td>829484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MacroWorks II</td>
			<td>P.I. Engineering, Williamstown MI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

novel object exploration as a potential assay for higher order repetitive behaviors in mice

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals. RRBs are commonly split into lower-order and higher-order components, with lower order RRBs consisting of motor stereotypies and higher order RRBs consisting of perseverative and sequencing behaviors. Higher order RRBs are challenging to model in mice. Current assays for RRBs in mice focus primarily on the lower order components, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for higher-order RRBs difficult. Here we describe a new assay, novel object exploration. This assay uses a basic open-field arena with four novel objects placed around the perimeter. The test mouse is allowed to freely explore the arena and the order in which the mouse investigates the novel objects is recorded. From these data, patterned sequences of exploration can be identified, as can the most preferred object for each mouse. The representative data shared here and past results using the novel object exploration assay illustrate that inbred mouse strains do demonstrate different behavior in this assay and that strains with elevated lower order RRBs also show elevated patterned behavior. As such, the novel object exploration assay appears to possess good face validity for higher order RRBs in humans and may be a valuable assay for future studies investigating novel therapeutics for ASD.

Los datos muestran que el 22 representativos C58 hembra / J ratones muestran un mayor número de patrones secuenciales que las otras cepas en la arena redonda (Figura 2, panel A), pero no en la caja rectangular (Figura 2, panel C). Ninguna de las tres cepas masculinos diferían el uno del otro (Figura 2, paneles B y D). Los datos representativos muestran que tanto en ratones C58 / J machos y hembras muestran una preferencia m?...

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Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Higher order restricted, repetitive behaviors (RRBs) disrupt the lives of affected individuals. These behaviors are challenging to model in rodents, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for RRBs difficult. Here we describe novel object exploration as a potential assay for higher order RRBs in mice.

Exploración de objetos novela como un ensayo de potencial de mayor orden repetitivo Comportamientos en ratones

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals.  RRBs are ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

8.3K vistas.  University of Redlands. Higher order restricted, repetitive behaviors (RRBs) disrupt the lives of affected individuals. These behaviors are challenging to model in rodents, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for RRBs difficult. Here we describe novel object exploration as a potential assay for higher order RRBs in mice.

Video: Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Marble Burying and Nestlet Shredding as Tests of Repetitive, Compulsive-like Behaviors in Mice

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a significant public health concern, particularly in children. Both of these conditions are highlighted by the repeated expression of meaningless behaviors. Individuals with OCD often show checking, frequent hand washing, and counting. Children with ASDs also engage in repetitive tapping, arm or hand flapping, and rocking. These behaviors can vary widely in intensity and frequency of expression. More intense forms of repetitive behaviors can even result in injury (e.g.&#160;excessive grooming, hand washing, and self-stimulation). These behaviors are therefore very disruptive and make normal social discourse difficult. Treatment options for repetitive behaviors in OCD and ASDs are somewhat limited and there is great interest in developing more effective therapies for each condition. Numerous animal models for evaluating compulsive-like behaviors have been developed over the past three decades. Perhaps the animal models with the greatest validity and ease of use are the marble burying test and the nestlet shredding test. Both tests take advantage of the fact that the target behaviors occur spontaneously in mice. In the marble burying test, 20 marbles are arrayed on the surface of clean bedding. The number of marbles buried in a 30 min session is scored by investigators blind to the treatment or status of the subjects. In the nestlet shredding test, a nestlet comprised of pulped cotton fiber is preweighed and placed on top of cage bedding and the amount of the nestlet remaining intact after a 30 min test session is determined. Presently, we describe protocols for and show movie documentation of marble burying and nestlet shredding. Both tests are easily and accurately scored and each is sensitive to small changes in the expression of compulsive-like behaviors that result from genetic manipulations, disease, or head injury.

Disease, head injury, genetic modifications, and treatment of mice with drugs can have profound effects on behavior. Utilizing well-characterized and validated approaches such as marble burying and nestlet shredding, compulsive-like behaviors can be documented accurately in mice as models of human obsessive-compulsive disorder and autism spectrum disorder.

Enterrar Mármol y Nestlet Trituración como pruebas de Conductas repetitivas, compulsivo-como en ratones

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a ...

Investigación

Comportamiento

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

Preferencia grasa: Un Modelo de Novela de la conducta alimentaria en ratas

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for quantifying locomotor deficits in rodents is to measure minute disturbances of unconstrained gait overground (e.g., manual BBB score or automated CatWalk). However, cortical inputs are not required for the generation of basic locomotion produced by the spinal central pattern generator (CPG). Thus, unconstrained walking tasks test locomotor deficits due to motor cortical impairment only indirectly. In this study, we propose a novel, precise foot-placement locomotor task that evaluates cortical inputs to the spinal CPG. An instrumented peg-way was used to impose symmetrical and asymmetrical locomotor tasks mimicking lateralized movement deficits. We demonstrate that shifts from equidistant inter-stride lengths of 20% produce changes in the forelimb stance phase characteristics during locomotion with preferred stride length. Furthermore, we propose that the asymmetric walkway allows for measurements of behavioral outcomes produced by cortical control signals. These measures are relevant for the assessment of impairment after cortical damage.

Here, we present a protocol to quantify precise stepping in rodents. Cortical and the spinal central pattern generator signals are required for precise foot-placement during obstructed locomotion. We report here the novel constrained walking task that directly examines precise stepping behavior.

Asimétrica Pasarela: Un Ensayo Novela conductual para Estudiar asimétrica Locomoción

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential therapeutic effects. Brain excitability is non-invasively modulated by rTMS, and rTMS to the language areas has proved its potential effects on treatment of aphasia. In our protocol, we aim to artificially induce virtual aphasia in healthy subjects by inhibiting Brodmann area 44 and 45 using neuronavigational TMS (nTMS), and F3 of the International 10-20 EEG system for conventional TMS (cTMS). To measure the degree of aphasia, changes in reaction time to a picture naming task pre- and post-stimulation are measured and compare the delay in reaction time between nTMS and cTMS. Accuracy of the two TMS stimulation methods is compared by averaging the Talairach coordinates of the target and the actual stimulation. Consistency of stimulation is demonstrated by the error range from the target. The purpose of this study is to demonstrate use of nTMS and to describe the benefits and limitations of the nTMS compared to those of cTMS.

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Estimulación Magnética Transcraneal Repetitiva Neuronavegación guiada por Afasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the "click" sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.

The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.

La introducción de adiestramiento con clicker como un enriquecimiento cognitivo para el Laboratorio de ratones

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is fairly simple and can be completed over 3 days: habituation day, training day, and testing day. During training, the mouse is allowed to explore 2 identical objects. On test day, one of the training objects is replaced with a novel object. Because mice have an innate preference for novelty, if the mouse recognizes the familiar object, it will spend most of its time at the novel object. Due to this innate preference, there is no need for positive or negative reinforcement or long training schedules. Additionally, the ORT can also be modified for numerous applications. The retention interval can be shortened to examine short-term memory, or lengthened to probe long-term memory. Pharmacological intervention can be used at various times prior to training, after training, or prior to recall to investigate different phases of learning (i.e., acquisition, early or late consolidation, or recall). Overall, the ORT is a relatively low-stress, efficient test for memory in mice, and is appropriate for the detection of neuropsychological changes following pharmacological, biological, or genetic manipulations.

The object recognition test (ORT) is a simple and efficient assay for evaluating learning and memory in mice. The methodology is described below.

Prueba de reconocimiento de objeto novedoso para la investigación del aprendizaje y la memoria en ratones

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

Un ensayo conductual para investigar el papel de la memoria espacial durante defensa instintiva en ratones

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

Reconocimiento de objetos nuevos y ubicación del objeto conductual en ratones en un presupuesto

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we straightforwardly measure infants&#8217; success in learning a novel category while relying only on their looking behavior. Moreover, the paradigm can directly measure the impact of different auditory signals on the infant categorization across a range of ages. For instance, we assessed how 2-year-olds learn categories in a variety of labeling environments: in our task, 2-year-olds successfully learned categories when all exemplars were labeled&#160;or the first two exemplars were labeled, but they failed to categorize when no exemplars were labeled or only the final two exemplars were labeled. To determine infants&#8217; success in such tasks, researchers can examine both the overall preference displayed by infants in each condition and infants&#8217; pattern of looking over the course of the test phase, using an eye-tracker to provide fine-grained time-course data. Thus, we present a powerful paradigm for identifying the role of language, or any auditory signal, in infants&#8217; object category learning.

Here we present a protocol for familiarization-test paradigms which provide a direct test of infant categorization and help to define the role of language in early category learning.

Definir el papel del lenguaje en objeto categorización los bebés con paradigmas de Eye-tracking

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...

Nest Building Behavior as an Early Indicator of Behavioral Deficits in Mice

Nest building is an innate behavior in male and female rodents, even when raised in laboratory settings. As such, many researchers provide rodents synthetic and/or natural materials (such as twine, tissue, cotton, paper, and hay) as a gauge of their overall well-being and as an ancillary assessment to predict the possible decline in cognition. Typically, changes in nesting behaviors, such as failure to create a nest, indicate a change in health or welfare. In addition, nesting behavior is sensitive to many environmental and physiological challenges, as well as many genetic mutations underlying pathological disease states. The following protocol describes a nesting behavior paradigm that explores the usage of four types of nesting material. In addition, the protocol utilizes intraclass correlations to demonstrate that inter-rater reliability is higher when nests are constructed out of shredded paper compared to other common nesting materials such as cotton squares, paper twists, and soft cob bedding. The chosen methodology and statistical considerations (i.e., intraclass correlation) for this assay may be of interest for those conducting experiments assessing the quality of living of mice.&#160;

Here, we present a protocol to quantify nest building behavior in mice, which is known to be impaired in several neurological disorders and diseases. This protocol examines the utility of four materials and offers the opportunity to quantify the rater agreement in scoring, improving the validity and reliability of the assay.