Instinktive defensive Verhaltensweisen gelten weitgehend als Hardwired Reiz-Reaktionen, wie z. B. der C-Start-Bewegung in Fische und Amphibien, die das Tier Weg von einer Bedrohung Quelle¹bewegt sich. Defensive Verhaltensweisen kann jedoch anpassungsfähiger, wenn sie flexibel, Account-Informationen über die aktuelle Umgebung gelernt berücksichtigen. Ein Beispiel für eine solche Flexibilität ist der Wechsel von Flucht zum Einfrieren durch Nagetiere angesichts der Bedrohung, je nach Vorwissen über das Vorhandensein oder Fehlen von einem Tierheim in der Umgebung²^,³gezeigt. Weitere Beispiele für Flexibilität bei der angeborenen Verhaltensweisen umfassen, Anpassung der Flug Einleitung Schwellenwerts oder Geschwindigkeit abhängig von der Entfernung zwischen Beute und seinen Unterschlupf⁴zu entkommen, Entfernung zum Bedrohung⁵^,⁶, und frühere Erfahrung ¹¹ ^, ¹², sowie verschiedene defensive Strategien abhängig von den sensorischen Eigenschaften des aversiven Reiz⁷auswählen oder sogar unterdrücken Abwehrverhalten angesichts konkurrierender Motivationen wie Hunger⁸^, ⁹^,¹⁰. Die Abhängigkeit der Aktion Auswahl auf erworbenen Kenntnisse über die räumlichen Eigenschaften der Umwelt macht instinktiven defensive Verhaltensweisen bei Mäusen ein leistungsfähiges Modell für die Untersuchung Ziel Auswahl, räumliche Gedächtnis und Navigation. Hier beschreiben wir die Anpassung eines häufig verwendeten behavioral Tasks, die Barnes Labyrinth (BM) räumliche Gedächtnis assay¹³, um den Einfluss der räumlichen Umwelt auf defensive Aktion Auswahl bei Mäusen und ihre Navigation-Strategien bei auf der Flucht in Richtung einen Unterschlupf.

Das standard Barnes Labyrinth genutzt, um lernen und das räumliche Gedächtnis bei Mäusen untersuchen besteht aus einer kreisförmigen ~ 90 cm Durchmesser Plattform mit 20 gleichmäßig angeordneten Löchern, von denen 19 sind geschlossen, und man führt zu einem unterirdischen Unterschlupf die Mäuse zu suchen, um das Öffnen-Feld zu vermeiden Umfeld der Plattform. Oft sind schwach aversive Reize (Summer, helles Licht, Ventilator) kontinuierlich verwendet während des Tests zu machen die Umwelt aversive und fördern so die Einreise in das Tierheim¹⁴. In den am häufigsten verwendeten Assay¹⁵^,¹⁶hat das Tier eine Gewöhnung Studie wo es ins Tierheim manuell durch den Experimentator orientiert sich unmittelbar nach der auf der Plattform positioniert. Dies ist gefolgt von einer 4-tägigen Erwerb Periode, wo jeden Tag, die die Maus darf frei Navigieren in das Labyrinth für 3 min, nach denen es manuell wieder ins Tierheim orientiert sich wenn es es nicht während der Exploration Periode erreicht. Die letzte Etappe des Assays ist eine Sonde Versuch am 5^ten Tag (obwohl eine sieben-Tage-Langzeitgedächtnis Testversion auch allgemein durchgeführt wird), wenn das Tier das Labyrinth mit alle Löcher geschlossen untersucht. Lern- und Langzeitgedächtnis werden quantifiziert durch die Zeit, um Schutz und stochert in die falschen Löcher während der Akquisition zu finden und durch die Zeit, in der Nähe der geschlossenen unterstand Loch in der Sonde Versuch. Typische Ergebnisse zeigen einen Rückgang der Anzahl von Fehlern und Latenz, Tierheim während der Akquisition zu erreichen und eine über Chance Anteil der Zeitaufwand im Quadranten mit der geschlossenen Ziel Loch in der Sonde Versuch¹⁵.

Während mehrere Varianten des BM-Assays zuvor beschriebenen¹⁷^,¹⁸^,wurden hat¹⁹, das Paradigma, die wir hier beschreiben drei grundlegende Änderungen gegenüber der standard-Test. Zuerst das Tier bleibt das Labyrinth zu erkunden und finden Zuflucht auf eigene und Prüfung erfolgt in der gleichen Sitzung, kurz nachdem das Tierheim, während Perioden gefunden wurde wo das Tier exploratives Verhalten beteiligt ist. Obwohl diese Einstellung nicht Langzeitgedächtnis des Standortes Tierheim getestet wird, soll es eine naturalistische Szenario sein, die die Erforschung von neuartigen Gebiet, unter Androhung von Raub imitiert. Darüber hinaus ermöglicht es testen wie Tiere auf akute Veränderungen im Umfeld, wie plötzliche Veränderungen in der Landschaft anpassen. Zweitens ist ein zentraler Aspekt unserer Assay, dass der Experimentator nie zwingt das Tier innerhalb oder außerhalb des Schutzes, die das Tier zu verwirren und Pfad Integration²⁰ als eine brauchbare Navigation Strategie²¹ausschließen kann. Pfad-Integration ist eine Navigation-Strategie, die nutzt Eigenbewegung Hinweise wie propriozeptive und vestibuläre Signale aus der Integration der motor Abfluss zu aktualisieren die aktuelle Position des Tieres und Navigieren auf ein Ziel, was nicht möglich ist wenn die Tier wird durch den Experimentator passiv bewegt. Drittens setzen wir angeboren aversive visuelle²² und auditive²³ Reize Flucht ins Tierheim, zu entlocken, die leicht von laufenden Futtersuche Verhalten zu unterscheiden und ermöglicht die Bewertung und Quantifizierung der Strategien, die spezifische navigation während der Verteidigung von unmittelbar drohende Gefahren. Wir schlagen vor, dieser Assay nützlich ist für sezieren die Rolle des räumlichen Gedächtnisses in der Auswahl und Umsetzung der defensive Verhaltensweisen und mehr im Allgemeinen, je breiter, zielgerichtete Navigation und räumliche Kurzzeitgedächtnis studieren. Die hier beschriebenen Protokolle wurden von Vale Et al.eingeführt. im Jahr 2017, auf die wir die Leser für mehr in die Tiefe Diskussion über die Gründe für Experimente und Ergebnisse verweisen.

Mit diesem Test können zentrale Fragen im Bereich des räumlichen Gedächtnisses beantwortet werden, beispielsweise wie Tiere zu einer kürzlich erlernten Zielposition navigieren. Der Hauptvorteil dieses Paradigmas liegt darin, dass es eine ätiologisch wichtige, zielgerichtete Navigationsverhaltensweise hervorruft, die durch gut kontrollierte sensorische Reize ausgelöst wird, wobei keine vorherige Training der Mäuse erforderlich ist. Befestigen Sie zunächst visuelle Reize am Rand der Plattform, die mindestens zwei Zentimeter vom Rand entfernt sein sollten, um zu verhindern, dass die Mäuse sie erreichen.

Befestigen Sie den Unterschlupf an der Plattform. Positionieren Sie dann eine Leuchtdiode (LED) am Eingang des Unterschlupfs, um einen lokalen visuellen Landmarkenreiz bereitzustellen. Anschließend montieren Sie eine achteckige Wand, die 40 Zentimeter über und 15 Zentimeter unter der Plattformoberfläche reicht und rund um die Versuchsarena angebracht ist, im Abstand von 10 Zentimetern zum Rand der Plattform, um die Maus von äußeren, entfernten visuellen Reizen abzuschirmen.

Platzieren Sie einen Ultraschalllautsprecher 50 Zentimeter über der Mitte der Plattform, um aversive akustische Reize zu liefern, und schließen Sie eine Soundkarte und einen Verstärker an den Lautsprecher an. Bringen Sie dann einen durchscheinenden Schirm 64 Zentimeter über der Versuchsarena an, um über einen Projektor aversive visuelle Reize von oben zu projizieren. Kalibrieren Sie das Projektorlicht so, dass im Zentrum der Plattformoberfläche fünf bis zehn Lux herrschen.

Platzieren Sie Infrarotlampen und eine Infrarotkamera mit einem Langpassfilter über der Plattform, um Flimmereffekte des Schutzfilters im aufgezeichneten Video zu vermeiden. Anschließend stellen Sie die Verhaltensapparatur in eine schall- und lichtdichte Box, um zu verhindern, dass externe Reize das Experiment beeinflussen. Verwenden Sie abschließend eine handelsübliche Software, um die Position der Maus online zu verfolgen.

Beginnen Sie damit, die visuellen Reize auf den Bildschirm über der Versuchsanlage zu projizieren. Verfolgen Sie die Position der Maus in Echtzeit und definieren Sie im Voraus einen interessierenden Bereich in der Versuchsanlage, der der Position des zuvor definierten visuellen Reizes entspricht, um den visuellen Reiz über dem Tier zu zentrieren. Testen Sie anschließend den akustischen Reiz, der aus einer Abfolge von drei frequenzmodulierten Aufwärtsrampen von 17 auf 20 Kilohertz über drei Sekunden besteht und insgesamt neun Sekunden andauert.

Reinigen Sie die Plattformoberfläche zunächst sorgfältig mit 70 %igem Ethanol, um unerwünschte olfaktorische Reize zu entfernen. Spülen Sie die Unterschlupfstruktur mit Wasser und 70 %igem Ethanol aus und waschen Sie sie anschließend erneut mit Wasser, um den Ethanolgeruch abzumildern. Trocknen Sie sowohl die Plattform als auch den Unterschlupf gründlich ab, da die Maus den Unterschlupf möglicherweise nicht betreten könnte, wenn dieser nass ist.

Variieren Sie für jeden Versuch die Position des Unterschlupfs auf der Plattform, indem Sie die Plattform vor dem Experiment drehen. Bringen Sie danach die Maus in ihrem Heimkäfig in den Versuchsraum und stellen Sie den Käfig für einen Akklimatisierungszeitraum von 10 Minuten neben die Testplattform. Geben Sie zwei Gramm Einstreu aus dem Heimkäfig der Maus in den Unterschlupf, um als lokale olfaktorische Markierung zu dienen.

Nehmen Sie die Maus aus ihrem Heimkäfig heraus und vermeiden Sie es, sie am Schwanz aufzuheben. Fassen Sie sie entweder mit der Hand oder lassen Sie sie auf ein Beschäftigungsobjekt klettern, das angehoben werden kann. Stellen Sie die Maus dann vorsichtig in die Mitte der Versuchsanlage und beginnen Sie die Videoaufnahme.

Legen Sie eine siebenminütige Gewöhnungsphase fest, während der kein aversiver Reiz präsentiert wird. Stellen Sie sicher, dass die Maus ausreichend Zeit hat, um das Versteck mindestens einmal zu finden und zu betreten, was der Fall ist, wenn alle vier Gliedmaßen sich im Inneren des Verstecks befinden. Danach wird der visuelle Reiz, der mittig über der Maus positioniert ist, automatisch oder manuell ausgelöst, sobald das Tier eine vordefinierte Interessenregion erreicht.

Um mehr als eine Fluchtreaktion in derselben Sitzung hervorzurufen, erlauben Sie der Maus, den Unterschlupf freiwillig zu verlassen. Nach Beendigung des Assays bringen Sie das Tier in seinen Heimkäfig zurück. Reinigen Sie abschließend die Plattform und den Unterschlupf, bevor Sie das nächste Tier testen.

Mäuse, die akustischen oder visuellen Reizen ausgesetzt waren, zeigten schnelle Fluchtreaktionen mit kurzen Latenzzeiten zwischen dem Beginn der Reizung und dem Start der Flucht. Die mittlere Latenzzeit bis zur Flucht vor dem Reiz war bei akustischer Stimulation signifikant länger als bei visueller. Außerdem war die Orientierung zum Versteck präzise, und die Fluchtbahnen lagen nahe an einer Geraden, unabhängig von der Art des Reizes.

Nach einer siebenminütigen Akklimatisierungsphase im Labyrinth ohne Unterschlupf führte die Präsentation eines langen visuellen Reizes zu einem Erstarrungsverhalten statt zu Fluchtverhalten. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie in 90 Minuten durchgeführt werden, sofern sie ordnungsgemäß ausgeführt wird. Während des Verfahrens ist es wichtig, den visuellen Reiz über oder leicht über dem Kopf der Maus zu präsentieren und nicht, während die Maus den Rand der Plattform untersucht, da sie den Reiz andernfalls wahrscheinlich verfehlt.

Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher im Bereich des instinktiven Verhaltens, um die Kontrolle erlernten Wissens über instinktives Abwehrverhalten bei Mäusen zu untersuchen. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Abwehrverhalten bei Mäusen hervorrufen kann und wie man es nutzen kann, um die räumliche Orientierung während Fluchtreaktionen zu untersuchen.

Ein Verhaltens-Assay für die Untersuchung der Rolle des räumlichen Gedächtnisses während der instinktiven Verteidigung bei Mäusen