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Aparatos de evaluación en roedores

Piscina de Morris

El laberinto acuático de Morris consiste en un recipiente redondo de polipropileno, sin zonas diferenciadas, y lleno de agua. En algún punto de la piscina existe una plataforma que no llega a sobresalir sobre el nivel del agua y que permite al roedor escapar del agua colocándose sobre ella.

Esta prueba permite medir aprendizaje espacial y orientación espacial haciendo uso de diversos tipos de memoria: memoria a corto plazo, memoria de trabajo y memoria a largo plazo.

Artículos de referencia

  • Cimadevilla JM, Miranda R, López L, Arias JL (2008).Bilateral and unilateral hippocampal inactivation did not differ in their effect on consolidation processes in the Morris water maze. International Journal of Neuroscience. 118(5):619-26.
  • Vorhees C.V., Williams M.T. (2014). Value of water mazes for assessing spatial and egocentric learning and memory in rodent basic research and regulatory studies. Neurotoxicology and Teratology. 45C:75-90.
  • Méndez-López M, Méndez M, Sampedro-Piquero P, Arias JL (2013). Spatial learning-related changes in metabolic activity of limbic structures at different posttask delays. Journal of Neuroscience research. 91(1):151-9.

Laberinto de Cincinnati

Este aparato consiste en un tanque rectangular lleno de agua en la cual se colocan 9 laberintos en T unidos de forma consecutiva. El animal debe encontrar el camino correcto hacia una meta que permite salir del laberinto y escapar del agua.

El laberinto de agua de Cincinnati permite medir aprendizaje espacial y orientación espacial haciendo uso de diversos tipos de memoria: memoria a corto plazo, memoria de trabajo y memoria a largo plazo.

Artículos de referencia

  • Arias N., Méndez M., Arias J.L. (2014). Brain networks underlying navigation in the Cincinnati water maze with external and internal cues. Neuroscience Letters. 576:68-72.
  • Vorhees C.V., Williams M.T. (2014). Value of water mazes for assessing spatial and egocentric learning and memory in rodent basic research and regulatory studies. Neurotoxicology and Teratology. 45C:75-90.

Laberinto radial

El laberinto radial consiste en ocho brazos equidistantes, de aproximadamente 120 centímetros, colocados radialmente en torno a una zona central circular. Al final de cada brazo puede colocarse comida sin que ésta sea visible desde el centro del laberinto. Lo más habitual es introducir el laberinto en un tanque circular de agua y emplear una plataforma como estímulo reforzador en la prueba.

La tarea del laberinto radial clásico sirve para evaluar dos tipos de memoria: memoria de referencia y memoria de trabajo. La memoria de referencia se considera disminuida cuando el roedor no visita sólo los brazos en los que cree que habrá una recompensa, mientras que la memoria de trabajo se evalúa negativamente si el roedor entra más de una vez en cada brazo.

Artículos de referencia

  • Arias N, Fildalgo C, Vallejo G, Arias JL. (2014). Brain network function during shifts in learning strategies in portal hypertension animals. Brain Research Bulletin. 104:52-59.
  • Méndez-López M, Arias JL, Bontempi B, Wolff M. (2013).Reduced cytochrome oxidase activity in the retrosplenial cortex after lesions to the anterior thalamic nuclei. Behavioural Brain Research. 250:264-273.

Rotarod

El aparato consiste en una barra conectada a un motor giratorio que puede girar de manera constante o acelerada. Su uso permite observar las habilidades de coordinación motorade los roedores.

El tiempo de permanencia de los roedores sobre el cilindro en diferentes velocidades constituye una medida de su coordinación, condición física y planificación motora. Resulta muy útil conocer estas variables en los estudios psicofarmacológicos o de lesión cerebral.

Artículos de referencia

  • Méndez M, Méndez-López M, López L, Aller MA, Arias J, Cimadevilla JM, Arias JL.(2008) Spatial memory alterations in three models of hepatic encephalopathy. Behavioural Brain Research. 188(1):32-40.
  • Sampedro-Piquero P, Zancada-Menéndez C, Begega A, Méndez M, Arias JL. (2013). Effects of forced exercise on spatial memory and cytochrome c oxidase activity in aged rats. Brain Research. 1502:20-9.

Caja de discriminación de contexto

La caja de preferencia o discriminación de contexto consiste en dos cámaras conectadas por una puerta. Estos dos compartimentos son de igual tamaño pero presentan factores ambientales distinguibles, como la textura del suelo, el patrón de las paredes o el olor.

Esta caja evalúa los efectos gratificantes y aversivos de las drogas por asociación de un ambiente concreto con el tratamiento al que se somete al animal y asociación de otro ambiente con la ausencia de los efectos de la droga. Así mismo, se pueden realizar en este aparato otros tipos de manipulaciones en las que se quiera evaluar los efectos del contexto.

Artículos de referencia

  • Campbell JC, Jeyamohan SB, Cruz PD, Chen N, Shin D, Pilitsis JG. (2014). Place condictioning to apomorphine in rat models of Parkinson’s disease: Differences by dose and side-effect expression. Behavioural Brain Research. 275:114-119.
  • Yussof NH, Suhaimi FW, Vadivelu RK, Hassan Z, Rümler A, Rotter A, Amato D, Dringenberg HC, Mansor SM, Navaratnam V, Müller CP. (2014). Abuse potential and adverse cognitive effects of mitragynine (kratom). Addiction Biology. 19(5).

Holeboard

El tablero de agujeros o holeboard consiste en un espacio cerrado cuyo suelo tiene un determinado número de orificios con un patrón de distribución homogéneo. El roedor circula libremente por el tablero y puede meter la cabeza en cada orificio con la finalidad de explorar su contenido.

Esta prueba permite medir los niveles de neofilia, es decir, la capacidad exploratoria del animal en un entorno desconocido, en función de la frecuencia y duración de la exploración de cada orificio (head-dipping), algunos de los orificios pueden ser previamente reforzados; de este modo también se puede usar para experimentos donde se explore la capacidad de aprendizaje.

Artículos de referencia

  • Arenas MC, Daza-Losada M, Vidal-Infer A, Aguilar MA, Miñarro J, Rodríguez-Arias M. (2014). Capacity of novelty-induced locomotor activity and the hole-board test to predict sensitivity t the conditioned rewarding effects of cocaine. Physiology & Behavior. 133:152-160.
  • Blanco E, Martín-López M, Cavasa M, Arias JL, Navarro JF. (2008). Efectos de la administracion de MPEP, un antagonista selectivo de los receptores de glutamato mGlu5, sobre la memoria espacial en ratones. Psiquiatría Biológica. 15(2).

Caja de preferencia social (aparato de sociabilidad)

Se trata de una caja de metacrilato con tres compartimentos. El compartimento central se comunica con los laterales mediante dos aperturas que permiten el paso de un roedor.

Este laberinto puede utilizarse para medir preferencia social en general, por ejemplo sexual (colocando una hembra/macho en cada compartimento lateral y un roedor del sexo opuesto en el central), así como dominancia, memoria social, etc.

Artículos de referencia

  • Ahern TH, Modi ME, Burkett JP, Young LJ. (2009). Evaluation of two automated metrics for analyzing partner preference tests. Journal of Neuroscience Methods. 182(2):180-188.
  • Avitsur R, Cohen E, Yirmiya R. (1998).Effects of Interleukin-1 on Sexual Attractivity in a Model of Sickness Behavior. Physiology & Behavior. 63(1):25-30.

Laberinto en cero (zero maze)

El laberinto en cero consiste en una plataforma circular dividida en cuatro cuadrantes de igual tamaño. Dos de los cuadrantes, en lados opuestos de la plataforma, poseen pasillos con paredes de unos 20 cm de altura en el borde de la plataforma, mientras que los otros dos están totalmente descubiertos. Normalmente, este laberinto se coloca a una determinada altura del suelo.

Este laberinto evalúa la ansiedad en roedores en función del tiempo y número de veces que el animal se encuentra en los cuadrantes protegidos por paredes en oposición a los cuadrantes desprotegidos.

Artículos de referencia

  • Schaefer TL, Vorhees CV, Williams MT. (2009). Mouse plasmacytoma-expressed transcript 1 knock out induced 5-HT disruption results in a lack of cognitive deficits and an anxiety phenotype complicated by hypoactivity and defensiveness. Neuroscience. 164(4):1431-1443.
  • Sampedro-Piquero P, Begega A, Arias JL. (2014). Behavioral testing-related changes in the expression of Synapsin I and glucocorticoid receptors in standard and enriched aged Wistar rats. Experimental Gerontology. 58:292-302

Laberinto en cruz elevado

El laberinto en cruz elevado permite evaluar conducta de ansiedad en roedores. Al igual que el Zero maze este laberinto contiene brazos abiertos y, por tanto, desprotegidos ante una caída desde la plataforma al suelo y brazos cerrados que resguardan al animal ante el peligro percibido.

La evitación de los brazos abiertos constituye un índice de ansiedad del animal.

Artículos de referencia

  • Blanco E, Castilla-Ortega E, Miranda R, Begega A, Aguirre JA, Arias JL, Santín LJ. (2009).Effects of medial prefrontal cortex lesions on anxiety-like behaviour in restrained and non-restrained rats. Behavioural Brain Research. 201(2):338-342.
  • Aranda L, Santín JL, Begega A, Aguirre JA, Arias JL. (2006). Supramammillary and adjacent nuclei lesions impair spatial working memory and induce anxiolitic-like behavior. Behavioural Brain Research. 167(1):156-164.

Caja de evitación activa

En el paradigma de evitación activa los roedores aprenden a evitar un estímulo aversivo mediante una respuesta locomotriz. Se coloca a los animales en una jaula de dos compartimentos y estos deben aprender la asociación entre un estímulo neutro (luz o sonido) y un estímulo aversivo (descarga eléctrica). De este modo, tras sucesivos ensayos, el roedor aprenderá a evitar la descarga cuando aparecen los estímulos neutros que la predicen. Esta prueba se emplea para evaluar el aprendizaje asociativo y la memoria emocional fundamentalmente, pero también permite detectar síntomas de tipo depresivo en animales que han sido sujetos a un procedimiento de indefensión aprendida (learned helplessness).

Artículos de referencia

  • Méndez M, Méndez-López M, López L, Aller MA, Arias J, Arias JL. (2009). Associative learning deficit in two experimental models of hepatic encephalopathy. Behavioural Brain Research. 198(2):346-351.
  • Rubio S, Begega A, Santín LJ, Miranda R, Arias JL. (2001). Effects of histamine precursor and (R)-alpha-methylhistamine on the avoidance response in rats. Behavioural Brain Research. 124(2):177-181.

Caja de evitación pasiva

Esta caja está formada por dos compartimentos de plexiglás: uno iluminado y otro oscuro. Ambos conectados por una puerta corredera. La rejilla del suelo está conectada a un administrador de descargas, donde puede controlarse la apertura de la puerta, la duración y la intensidad de la descarga.

El paradigma de evitación pasiva se usa tradicionalmente como una manera rápida y fácil de explorar la memoria a corto y a largo plazo. Esta prueba induce en el roedor un conflicto entre la preferencia innata por las zonas oscuras y su relación con un estímulo aversivo.

Artículos de referencia

  • Cimadevilla J.M., Mendez M., Mendez-Lopez M., Arias J.L. (2007).Unilateral hippocampal blockade reveals that one hippocampus is sufficient for learning a passive avoidance task. Journal Neuroscience Research. 85(5):1138-42.
  • Cimadevilla J.M., Méndez-López M., Méndez M., Arias J.L. (2011). Interhippocampal transfer in passive avoidance task modifies metabolic activity in limbic structures. Hippocampus. 21(1):48-55.
  • Méndez M., Méndez-López M., López L., Aller M.A., Arias J., Arias J.L. (2009). Associative learning deficit in two experimental models of hepatic encephalopathy. Behavioural Brain Research.198(2):346-51.

Caja de observación de conducta grupal

La caja de conducta grupal está fabricada en metacrilato. Cuenta con dos compartimentos, en cada uno de ellos existe un triángulo con dos agujeros circulares a modo de entradas o refugios para los roedores. El uso de esta caja es múltiple, en ella podremos observar todo tipo de conductas grupales (con la ventaja de registrar y comparar dos grupos a la vez); tales como la jerarquía social, el almacén y acceso a la comida, la conducta maternal, la conducta sexual, etc.

Artículos de referencia

  • Pérez-Escudero A, Vicente-Page J, Hinz RC, Arganda S, de Polavieja GG.(2014). idTracker: tracking individuals in a group by automatic identification of unmarked animals. Nature Methods. 11(7):743-8.
  • Gunaydin LA, Grosenick L, Finkelstein JC, Kauvar IV, Fenno LE, Adhikari A, Lammel S, Mirzabekov JJ, Airan RD,Zalocusky KA, Tye KM, Anikeeva P, Malenka RC, Deisseroth K. (2014)Natural neural projection dynamics underlyingsocial behavior. Cell. 157(7):1535-51.

Caja de respuesta de sobresalto

La caja de respuesta de sobresalto contiene una plataforma en la que se coloca al roedor, conectada a un aparato que registra el movimiento del animal ante estímulos sonoros provenientes de los altavoces ubicados en la parte superior del aparato.

Este aparato permite registrar los cambios en la respuesta natural de sobresalto ante un estímulo sonoro. Se emplea, generalmente, para estudiar el paradigma de la inhibición pre-pulso de la respuesta de sobresalto.

Artículos de referencia

  • Dong X, Li Y. (2014). Peritraumatic startle response predicts the vulnerability to develop PTSD-like behaviors in rats: a model for peritraumatic dissociation. Frontiers Behavioural Neuroscience. 8:14.
  • Gómez-Nieto R, Horta-Júnior J, Castellano O, Millian-Morell L, Rubio ME, López DE. (2014). Origin and function of short-latency inputs to the neural substrates underlying the acoustic startle reflex. Frontiers in Neuroscience. 8:216.

Laberinto de campo abierto (open field)

El test de campo abierto consiste en una zona amplia abierta limitada por paredes. El espacio se divide virtualmente en cuadrantes o algún otro patrón de interés, como cuadrículas concéntricas, y se evalúan numerosos aspectos de la conducta, como el tiempo que emplea el animal en cada zona, el número de veces que se coloca sobre las patas traseras para intentar salir, etc.

El campo abierto nos permite obtener una medida cuantitativa y cualitativa para evaluar la actividad locomotora general y exploratoria y los niveles de ansiedad en roedores, así como la habituación al ambiente. También permite evaluar la conducta de ansiedad en función del tiempo empleado en el centro del campo, el número de defecaciones y el tipo de actividad en los primeros minutos de exploración.

Artículos de referencia

  • Galeano P, Martino Adami PV, Do Carmo S, Blanco E, Rotondaro C, Capani F, Castaño EM, Cuello AC, Morelli L. (2014). Longitudinal analysis of the behavioral phenotype in a novel transgenic rat model of early stages of Alzheimer's disease. Frontiers in Behavioral Neuroscience.
  • Méndez M, Méndez-López M, López L, Aller MA, Arias J, Cimadevilla JM, Arias JL (2008) Spatial memory alterations in three models of hepatic encephalopathy. Behavioural Brain Research. 188(1):32-40.

Laberinto en T

El laberinto en T o T-maze consiste en una plataforma con forma de letra T rodeada por paredesque puede estar llena de agua o no. El roedor es depositado en el brazo que actúa como base de la T y se le deja explorar libremente el resto de los brazos; normalmente, se colocan reforzadores en uno o ambos brazos durante las sesiones de entrenamiento (comida en el laberinto seco y una plataforma en el laberinto relleno de agua).

Este laberinto permite evaluar el aprendizaje espacial y la memoria de trabajo, al igual que en el laberinto radial.

Artículos de referencia

  • Fidalgo C, Conejo NM, González-Pardo H, Arias JL. (2014). Dynamic functional brain networks involved in simple visual discrimination learning. Neurobiology of Learning and Memory. 114:165-170
  • Fidalgo C, Conejo NM, González-Pardo H, Arias JL. (2013) Effect of lighting conditions on brain network complexity associated with response learning. Neuroscience Letters. 555:182-186
  • Fidalgo C, Conejo NM, González-Pardo H, Arias JL. (2011). Functional interaction between the dorsal hippocampus and the striatum in visual discrimination learning. Journal of Neuroscience Research. 90(3):715-720.

Cajas de observación conductual (Phenotyper de Noldus)

 

Esta caja fabricada en metacrilato, se encuentra conectada a un aparato capaz de registrar diversas variables que una vez volcadas a un ordenador permiten realizar multitud de análisis de las conductas realizadas por el animal dentro de ella.

La caja de observación conductual permite observar y registrar de manera detallada la conducta de los roedores. Está pensada para periodos de tiempo de observación largos. Pueden registrarse recorridos, paradas, velocidad, tiempo en reposo, ciclos de sueño-vigilia, etc.

Artículos de referencia

  • Pham J., Cabrera S.M., Sanchis-Segura C., Marcelo A. (2009). Wood Automated scoring of fear related behavior using EthoVision software. Journal Neuroscience Methods. 178(2): 323–326.
  • Visser, L., Kuurman, W., Kas, M., Spruijt, B. (2006). Novel approach to the behavioural characteristics of inbred mice: automated home cage observations. Brain and Behavior. 5: 458-466.

Test de natación forzada (Porsolt)

Se trata de un cilindro lleno de agua hasta una altura de, aproximadamente, 30 cm (de este modo, el roedor no puede tocar el fondo del cilindro con la cola o las patas).

Este aparato constituye un entorno aversivo para el animal, por lo que este tratará de escapar. Sin embargo, en esta prueba, el escape no es posible por lo que en algún momento el animal se rinde (deja de nadar activamente y comienza a flotar). Una duración breve de la natación activa puede indicar depresión, por ello suele utilizarse como un test del potencial que poseen los fármacos antidepresivos.

Artículos de referencia

  • Radhakrishnan R., Santamaría A., Escobar L., Arias H.R.( 2013).The ß4 nicotinic receptor subunit modulates the chronic antidepressant effect mediated by bupropion. Neuroscience Letters. 555:68-72.
  • Targowska-Duda K.M., Feuerbach D., Biala G., Jozwiak K., Arias H.R. (2014). Antidepressant activity in mice elicited by 3-furan-2-yl-N-p-tolyl-acrylamide, a positive allosteric modulator of the a7 nicotinic acetylcholine receptor. Neuroscience Letters. 569:126-30.
  • Pyter LM, Prendergast BJ. (2013). Individual differences in pre-carcinogen cytokine and corticosterone concentrations and depressive-like behavior predict tumor onset in rats exposed to a carcinogen. Psychoneuroendocrinology. 38(6):800-7.

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