चूहे में उच्च आदेश दोहराए व्यवहार के लिए एक संभावित परख के रूप में उपन्यास वस्तु एक्सप्लोरेशन

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

सामाजिक हानि, कठिनाई भाषा के माध्यम से संवाद स्थापित करने, और दोहराव नमूनों व्यवहार ^1: ऑटिज्म स्पेक्ट्रम विकार (एएसडी) एक neurodevelopmental तीन मुख्य लक्षण से मिलकर विकार है। 2000 के बाद से, जो एएसडी के साथ का निदान किया गया व्यक्तियों की संख्या 1 से 150 में 1 से 68 में दस साल ² की अवधि में वृद्धि हुई है। हालांकि विकार के प्रसार में वृद्धि जारी है, विकार के कारण अभी तक ज्ञात नहीं है। वहाँ, कोर और एएसडी के जुड़े लक्षण के लिए उपयुक्त माउस मॉडल की पहचान के रूप में इन मॉडलों अंतर्निहित लक्षणों और एएसडी के कारणों में से एक वृद्धि की समझ के लिए ले जा सकता है के प्रयासों में वृद्धि हुई है। वहाँ कई जन्मजात माउस उपभेदों कि दोहराए व्यवहार ³ सहित एएसडी के मूल लक्षण, के लिए चेहरे की वैधता के साथ व्यवहार प्रदर्शित करने के लिए दिखाई देते हैं।

प्रतिबंधित, दोहराए व्यवहार (आरआरबी) इस तरह के एएसडी के रूप में कुछ मानसिक विकारों का एक कोर के लक्षण हैं।क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों विकार ⁴ की गंभीरता के साथ बढ़ा सकते हैं, और काफी प्रभावित व्यक्तियों की जीवन शैली को बाधित कर सकते हैं। क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों को आमतौर पर दो श्रेणियों, निचले क्रम दोहराए व्यवहार है, जो मनुष्यों में इस तरह की कमाल की है और हाथ फड़फड़ा के रूप में कार्रवाई से मिलकर में रखा जाता है; और उच्च आदेश दोहराए व्यवहार है, जो नियमित और प्रतिरोध के लिए सख्त पालन से मिलकर ^5-8 बदलने के लिए।

निचले क्रम के दोहराव व्यवहार में व्यापक रूप से मूषक जहां वे मोटर stereotypies, जो आसानी से एक प्रयोगशाला की स्थापना ⁹ में मनाया जा सकता है के रूप में प्रकट में अध्ययन किया गया है। इन कार्यों के लिए मानव में क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों के लिए अच्छा चेहरा वैधता, और संभवतः मजबूत निर्माण वैधता के रूप में अच्छी तरह से ¹⁰ लग गए हैं। निचले क्रम क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों की उपस्थिति के लिए परीक्षण मुकाबलों और इन मोटर stereotypies ^{11 वर्ष} की अवधि का अध्ययन करने के लिए माउस गतिविधि की वीडियो निगरानी के माध्यम से पूरा किया जा सकता। उच्च आदेश दोहराए व्यवहार बुनियादी जैव चिकित्सा पुनः के लिए एक चुनौती बनमूषक उपयोग खोज, के रूप में इन क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों के रूप में आसानी से सरल अवलोकन के माध्यम से पहचान नहीं कर रहे हैं। इन कार्यों की पहचान करने में कठिनाई के कारण, उच्च आदेश दोहराए व्यवहार के लिए कम से स्थापित assays के लिए मौजूद हैं। परंपरागत रूप से, उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों के एक उलझन के प्रतिमान, जहां परीक्षण पशु भागने में योग्यता तक पहुंचने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है का उपयोग कर कृन्तकों में मापा गया है। भागने स्थान तो बंद है और भागने स्थान को फिर से जानने के लिए आवश्यक परीक्षणों की संख्या ¹² दर्ज की गई है। के रूप में वे एक लंबी अवधि के प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है ये assays आदर्श नहीं हैं, अक्सर चिंता प्रेरित है, और अत्यधिक चर परिणामों में परिणाम कर सकते हैं। होल-बोर्ड अन्वेषण भी उच्च आदेश यों तो क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों ^13,14 इस्तेमाल किया गया है। इस दृष्टिकोण को विस्तृत प्रशिक्षण सत्र की आवश्यकता नहीं है, लेकिन भोजन प्रेरणा और / या घ्राण भेदभाव पर निर्भर करता है। उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों कि anxiogenic नहीं हैं या आवश्यकता प्रशिक्षण छेद बोर्ड exploratio की मौजूदा प्रदर्शनों की सूची के लिए एक अच्छा पूरक होगा के लिए Assays n और वर्तमान में उपयोग में भूलभुलैया आधारित assays।

C58 / जम्मू (C58) जन्मजात माउस तनाव जोरदार एएसडी, अर्थात् दोहराव, बेमतलब मोटर stereotypies और आत्म-संवारने ^3,11 का ऊंचा स्तर के साथ जुड़े stereotypic व्यवहार के उच्च स्तर पर एक मिसाल है। इसके अतिरिक्त, C58 चूहों पालन, वापस flipping और ^11,14,16 संभावनाएं तलाशने लगे के उच्च स्तरों के माध्यम से क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों प्रदर्शित करते हैं। इस तनाव इन कार्यों नवजात की अवधि में जल्दी दिखा शुरू होता है और वयस्कता के दौरान उन्हें प्रदर्शित करने के लिए जारी है। यह अच्छी तरह से प्रलेखित निचले क्रम क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों के इस तनाव के साथ ही अन्य माउस उपभेदों में मौजूद पूरक करने के लिए ऊपर उठाया उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों की उपस्थिति के लिए परीक्षण करने में सक्षम होना करने के लिए आदर्श होगा। उपन्यास वस्तु अन्वेषण परख यहाँ वर्णित अवसर शोधकर्ताओं ने निचले क्रम और उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों का निरीक्षण करने के लिए एक साथ, के रूप में यह नमूनों व्यवहार के साथ ही दोहराए मोटर stereotypies उपाय करने की क्षमता देता है।

e_content "> उच्च आदेश दोहराए व्यवहार के लिए एक परख के रूप में उपन्यास वस्तु अन्वेषण का प्रयोग पियर्सन एट अल द्वारा विकसित किया गया था। ^17। इस नए आकलन करने के लिए चार उपन्यास वस्तुओं के अलावा के साथ अच्छी तरह से स्थापित खुले मैदान परीक्षण ^18-21 का ही विस्तार है अखाड़ा। चूहे इस का प्रयोग, स्वतंत्र रूप से इन अपरिचित वस्तुओं और नंबर और वस्तु की जांच के आदेश की जांच करने की अनुमति दी गई वस्तुओं के बीच नमूनों की जांच का ऊंचा संख्या प्रदर्शित BTBR चूहों के साथ लगाया गया था। वस्तु की जांच तो पैटर्न की उपस्थिति के लिए विश्लेषण किया गया। परख, चूहों, जबकि अनावश्यक उत्तेजनाओं को हटाने के साथ ही व्यवहार में जानने के लिए आवश्यकता को नष्ट उच्च आदेश दोहराव और नमूनों व्यवहार प्रदर्शित कर सकते हैं। उपन्यास वस्तु अन्वेषण उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों को प्रेरित करता है के रूप में यह चूहों को उनके प्राकृतिक खोज के माध्यम से पैटर्न और फार्म दृश्यों बनाने के लिए अनुमति देता है । इस परख की अनुमति देता है इन उच्च आदेश क्षेत्रीय ग्रामीण बैंकों की उपस्थिति यों तो अन्वेषक का उपयोग करना।

पियर्सन एट अल। इस परख विकसित किया है और इसे इस्तेमाल किया, BTBR जन्मजात माउस तनाव में संभावित उच्च आदेश दोहराए व्यवहार की उपस्थिति के लिए परीक्षण करने के लिए पेचीदा परिणाम ^{17 के} साथ। हमने हाल ही में एक अनुवर्ती C58, C57BL / 6J (C57) और / FVB न्यू जर्सी (FVB) उपभेदों के व्यवहार को देख के अध्ययन, साथ ही संभावित confounding चर में एक अधिक विस्तृत जांच के इस परख में मौजूद है, और संभव प्रकाशित किया है डेटा का विश्लेषण करने के लिए सांख्यिकीय दृष्टिकोण ²² उत्पन्न।

Protocol

यहां वर्णित प्रोटोकॉल Redlands विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था। इन अध्ययनों में प्रयुक्त C58, C57, और FVB चूहों स्टॉक से विश्वविद्यालय Redlands की मछली पालने का बाड़ा मूल ज?…

Representative Results

प्रतिनिधि डेटा 22 शो है कि महिला C58 / जम्मू चूहों दौर के क्षेत्र में अन्य नस्लों की तुलना में अनुक्रम पैटर्न (चित्रा 2, पैनल ए) के एक उच्च संख्या प्रदर्शित, लेकिन आयताकार क्षेत्र में न?…

Discussion

यहाँ, हम एक हाल ही में विकसित परख है कि मानव में उच्च आदेश दोहराए व्यवहार के लिए चेहरे की वैधता के साथ माउस व्यवहार बढ़ाता के लिए उपयोगी हो सकता है प्रस्तुत करते हैं। बार्न्स या टी भूलभुलैया की तरह अधिक ?…

Materials

Standard Polycarbonate Rodent Cage (45 x 24 x 20 cm)			Multiple cages are desirable to facilitate testing of multiple mice
Plastic Opaque Circular Testing Arena (41 cm base diameter)	United States Plastic Corp.	13931	Multiple arenas are desirable to facilitate testing of multiple mice
Standard Corn-Cob Rodent Bedding
Novel Object – red monkey	Hasbro, Pawtucket RI		from Barrel of Monkeys
Novel Object – rectangular 2×4 LEGO
Novel Object – tile	Thinkfun Inc., Alexandria VA		from Toot and Otto
Novel Object – standard white die
Video Camera
Behavioral Logging Software – The Observer	Noldus, Wageningen, The Netherlands		other programs may be used
Video Tracking Software – EthoVision	Noldus, Wageningen, The Netherlands		other programs may be used
X-Keys input keyboard	P.I. Engineering, Williamstown MI	829484
MacroWorks II	P.I. Engineering, Williamstown MI