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Laberinto elevado más

Dibujo esquemático de un laberinto en cruz elevado.

El laberinto en cruz elevado ( EPM ) es una prueba que mide la ansiedad en animales de laboratorio que generalmente utiliza roedores como prueba de detección de compuestos ansiolíticos o ansiogénicos putativos y como herramienta de investigación general en la investigación de la ansiedad neurobiológica , como el trastorno de estrés postraumático y la lesión cerebral traumática . [1] El modelo se basa en la aversión del animal de prueba a los espacios abiertos y su tendencia a ser tigmotáxico . En el EPM, esta ansiedad se expresa porque el animal pasa más tiempo en los brazos cerrados. La validez del modelo ha sido criticada ya que los ansiolíticos clínicos no clásicos producen resultados mixtos en la prueba EPM. A pesar de esto, el modelo todavía se usa comúnmente para detectar supuestos ansiolíticos y para la investigación general de los mecanismos cerebrales de la ansiedad.

Método

Un laberinto elevado (para ratones)

La prueba utiliza un aparato elevado con forma de más (+) con dos brazos abiertos y dos cerrados. El modelo de comportamiento se basa en la aversión general de los roedores a los espacios abiertos. Esta aversión conduce a la tigmotaxis : una preferencia por permanecer en espacios cerrados o cerca de los bordes de un espacio limitado. En el EPM, esto se traduce en que los animales limitan su movimiento a los brazos cerrados. [2] [3] [4] [5]

La reducción de la ansiedad se indica en el laberinto en cruz mediante un aumento en la proporción de tiempo pasado en los brazos abiertos (tiempo en brazos abiertos/tiempo total en brazos abiertos o cerrados) y un aumento en la proporción de entradas en los brazos abiertos (entradas en brazos abiertos/entradas totales en brazos abiertos o cerrados). El número total de entradas de brazo y el número de entradas de brazo cerrado a veces se utilizan como medidas de actividad general. [6] La relación entre el EPM y otras pruebas de actividad exploratoria ( campo abierto y emergencia) se ha analizado en dos cepas de ratón. [7]

Crítica

Si bien EPM es el modelo de ansiedad conductual animal más comúnmente utilizado, existen varias cuestiones relativas a la validez del modelo. Los ansiolíticos clínicos clásicos, como las benzodiazepinas (p. ej., Valium ), reducen las medidas de ansiedad en la EPM. Sin embargo, compuestos más novedosos, como los agonistas de 5-HT 1A (p. ej., Buspar ) dan resultados mixtos. Los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina y los antidepresivos tricíclicos , que se emplean comúnmente en entornos clínicos para tratar los trastornos de ansiedad, tampoco producen un efecto ansiolítico estable sobre la EPM. [5] Esto plantea la posibilidad de que EPM sea un modelo adecuado para probar compuestos relacionados con GABA , como las benzodiazepinas o los agonistas directos de GABA A , pero no para otros fármacos. A pesar de esto, el modelo se emplea comúnmente para detectar supuestos ansiolíticos y para investigaciones generales sobre los mecanismos cerebrales de la ansiedad, [8] probablemente debido a la facilidad de empleo y al gran número de estudios que ya existen en la literatura.

Variaciones

Laberinto cero elevado

Laberinto cero elevado (el mouse se puede ver en la parte superior derecha)

El laberinto cero elevado (EZM) es una pista circular elevada con áreas luminosas abiertas y áreas oscuras cerradas que se alternan. [9] [10] La naturaleza continua de este aparato elimina el problema del EPM sobre cómo dar cuenta de la presencia del animal en el área central del EPM. En la prueba EPM, los animales pueden pasar hasta el 30% de su tiempo en la ambigua zona de inicio central o regresar a ella con frecuencia, lo que dificulta la evaluación del significado biológico del comportamiento relacionado con la ansiedad. Los animales regresarán al área central porque están acostumbrados a esa área y la asocian con estar "seguro". [11]

Los roedores no tratados muestran una mayor exploración de áreas abiertas en la EZM que en el EPM. Esto podría indicar que el EPM inhibe la exploración, pero se debe tener en cuenta el hecho de que los roedores pasaron tiempo en la zona central del EPM. El EZM es más sensible a los cambios que el EPM debido a que el nivel de referencia en el EZM es inferior al del EPM. [9]

Laberinto T elevado

El laberinto en T elevado (ETM) tiene tres brazos en forma de letra "T". Un brazo está cerrado y perpendicular a los otros dos brazos que están abiertos. Esta prueba está diseñada para observar los efectos de la ansiedad y cómo afecta el aprendizaje. Se coloca al roedor sobre el brazo cerrado y se le permite explorar. La prueba termina cuando los roedores colocan sus cuatro patas en uno de los brazos abiertos. A los roedores se les permiten múltiples pruebas hasta que aprenden a permanecer en uno de los brazos abiertos durante 300 segundos. Esta es una medida de evitación inhibidora . Dependiendo de con qué se tratara a los roedores durante las sesiones de entrenamiento, aprenderían a diferentes ritmos, proporcionando información sobre cómo el cerebro almacena los recuerdos. [12] Esta prueba se puede utilizar para evaluar la memoria a largo plazo. Cuando un roedor ha sido suficientemente entrenado, los investigadores volverán a probarlo después de una semana para observar si aún recuerda permanecer en el brazo cerrado.

Prueba de evitación discriminativa del laberinto en cruz

Representación esquemática del aparato utilizado para la prueba de evitación discriminativa del laberinto en cruz.

Al igual que el EPM estándar, el aparato utilizado en la prueba de evitación discriminativa del laberinto en cruz (PMDAT) tiene cuatro brazos. Esta prueba se ha utilizado para investigar las interacciones entre la memoria aversiva y las respuestas de ansiedad en roedores. El aparato tiene dos brazos abiertos frente a dos brazos cerrados. En esta prueba, uno de los brazos cerrados se combina con estímulos aversivos (por ejemplo, luz brillante, ruido blanco fuerte). Durante el entrenamiento, los animales se colocan en el aparato mirando hacia la intersección entre los brazos abiertos. Cada vez que el animal entra en el brazo cerrado aversivo, el estímulo aversivo se presenta hasta que el animal abandona el brazo. Tras una segunda exposición al laberinto (por ejemplo, 24 h después), ya no se presentan los estímulos aversivos. La retención de la memoria aversiva se evalúa en función del tiempo relativo pasado en el brazo no aversivo en comparación con el brazo previamente aversivo y la conducta de ansiedad se calcula en función del tiempo pasado en los brazos abiertos durante la sesión de entrenamiento. [13]

Prueba de campo de cuadrados concéntricos multivariada (prueba MCSF)

La prueba MCSF es un modelo de comportamiento utilizado para estudiar la evaluación de riesgos, la asunción de riesgos, la ansiedad y el comportamiento de búsqueda de seguridad. Tiene un diseño completamente diferente en comparación con el laberinto en T, pero en lugar de utilizar una batería de diferentes modelos de comportamiento, esta prueba se puede utilizar para medir una variedad de variables dependientes e independientes. En este contexto se define "multivariado" como que el sujeto tiene libre elección de diferentes entornos contenidos en un mismo aparato y sesión. [14]

The MCSF consists of different areas associated with risk-taking and shelter-seeking. The subject can therefore choose between locations with different qualities regarding open areas, illuminations, shelter and exploratory challenges. The arena consists of a dark room enclosed by walls and ceiling, dimly illuminated corridors, open area with moderate illumination, a hole-board area which requires a certain physical effort to reach and an elevated bridge with high illumination.[14]

Elevated plus maze for humans using virtual reality

Using a combination of virtual reality and real-world elements, the EPM has been transferred to usage with humans.[15] Participants who partook in the study were placed on a 3.5 by 3.5 meters wide and 0.3m high wooden cross while wearing a virtual reality headset. In the virtual environment, the real cross was matched in exact dimension and orientation. Open arms were above a 50-meter drop over open water, while the closed arms were surrounded by a stable and firm surface around the platform.[15] Similar to the observed rodent behavior on an EPM, participants reported higher anxiety on open arms while also avoiding those more. Participants with high anxiety also exhibited higher avoidance of open arms.[15]

See also

References

  1. ^ Ojo, J; Mouzon, B (May 2016). "Chronic Repetitive Mild Traumatic Brain Injury Results in Reduced Cerebral Blood Flow, Axonal Injury, Gliosis, and Increased T-Tau and Tau Oligomers". J Neuropathol Exp Neurol. 75 (7): 636–55. doi:10.1093/jnen/nlw035. PMC 4913432. PMID 27251042.
  2. ^ Pellow, S., Chopin, P., File, S.E. and Briley, M. (1985). "Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat". J. Neurosci. Methods. 14 (3): 149–67. doi:10.1016/0165-0270(85)90031-7. PMID 2864480. S2CID 24168485.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Treit, D., Menard, J. and Royan, C. (1993). "Anxiogenic stimuli in the elevated plus-maze". Pharmacol. Biochem. Behav. 44 (2): 463–469. doi:10.1016/0091-3057(93)90492-c. PMID 8446680. S2CID 35350195.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  4. ^ Rodgers, R.J. (1997). "Animal models of anxiety: where next?". Behav. Pharmacol. 8 (6–7): 477–496. doi:10.1097/00008877-199711000-00003. PMID 9832964.
  5. ^ a b Carobrez, A.P.; Bertoglio, L.J. (2005). "Ethological and temporal analyses of anxiety-like behavior: the elevated plus-maze model 20 years on". Neurosci. Biobehav. Rev. 29 (8): 1193–1205. doi:10.1016/j.neubiorev.2005.04.017. PMID 16084592. S2CID 514205.
  6. ^ Hogg S.A. (1996). "Review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety". Pharmacol. Biochem. Behav. 54 (1): 21–30. doi:10.1016/0091-3057(95)02126-4. PMID 8728535. S2CID 7390888.
  7. ^ Lalonde, R; Strazielle C (2008). "Relations between open-field, elevated plus-maze, and emergence tests as displayed by C57/BL6J and BALB/c mice". Journal of Neuroscience Methods. 171 (1): 48–52. doi:10.1016/j.jneumeth.2008.02.003. PMID 18358538. S2CID 27056010.
  8. ^ Engin, E.; Treit, D. (2008). "The effects of intra-cerebral drug infusions on animals' unconditioned fear reactions: A systematic review". Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 32 (6): 1399–1419. doi:10.1016/j.pnpbp.2008.03.020. PMID 18495312. S2CID 39534294.
  9. ^ a b Braun, Amanda A; Skelton, Matthew R; Vorhees, Charles V; Williams, Michael Y (2011). "Comparison of the elevated plus and elevated zero mazes in treated and untreated male Sprague-Dawley rats: Effects of anxiolytic and anxiogenic agents". Pharmacol Biochem Behav. 97 (3): 406–415. doi:10.1016/j.pbb.2010.09.013. PMC 3006066. PMID 20869983.
  10. ^ Campos, Alline C; Fogaca, Manoela V; Aguiar, Daniele C; Guimaraes, Francisco S (2013). "Animal models of anxiety disorders and stress". Revista Brasileira de Psiquiatria. 35: 101–111.
  11. ^ Bailey, KR; Crawley, JN (2009). Methods of Behavior Analysis in Neuroscience (2nd ed.). Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis. ISBN 978-1-4200-5234-3. PMID 21204329. Retrieved 13 April 2016.
  12. ^ Asth, Laila; Rachetti, Vanessa; Gavioli, Elaine C; Andre, Eunice; Lobao-Soares, Bruno (2012). "The elevated T-maze task as an animal model to simultaneously investigate the effects of drugs on long-term memory and anxiety in mice". Brain Research Bulletin. 87 (6): 526–533. doi:10.1016/j.brainresbull.2012.02.008. PMID 22394406. S2CID 15198930.
  13. ^ Leão, Anderson; Medeiros, Andre; Apolinario, Genedy; Cabral, Alicia; Ribeiro, Alessandra; Barbosa, Flavio; Silva, Regina (2016). "Hippocampal-dependent memory in the plus-maze discriminative avoidance task: The role of spatial cues and CA1 activity". Behavioural Brain Research. 304: 24–33. doi:10.1016/j.bbr.2016.02.012. PMID 26876135. S2CID 23591620.
  14. ^ a b Meyerson, Bengt J.; Augustsson, Hanna; Berg, Marita; Roman, Erika (2006). "The Concentric Square Field: A multivariate test arena for analysis of explorative strategies". Behavioural Brain Research. 168 (1): 100–113. doi:10.1016/j.bbr.2005.10.020. PMID 16356558. S2CID 21991.
  15. ^ a b c Biedermann, Sarah V.; Biedermann, Daniel G.; Wenzlaff, Frederike; Kurjak, Tim; Nouri, Sawis; Auer, Matthias K.; Wiedemann, Klaus; Briken, Peer; Fuss, Johannes (2017-12-21). "An elevated plus-maze in mixed reality for studying human anxiety-related behavior". BMC Biology. 15 (1): 125. doi:10.1186/s12915-017-0463-6. ISSN 1741-7007. PMC 5740602. PMID 29268740.

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