Beschreibung einiger Verhaltenstests

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Beispiele für Verhaltenstests mit Relevanz für psychiatrische Erkrankungen

Patienten, die unter psychiatrischen Erkrankungen leiden, weisen einige von folgenden Symptomen auf: verminderte oder verstärkte Aktivität (Hypo- oder Hyperaktivität), erhöhte Ängstlichkeit (Angstzustände), gesteigertes Risikoverhalten, fehlende Motivation, kognitive Defizite (Lern- und Gedächtnis-Störungen) und verminderte Fähigkeit des Gehirnes, relevante von nicht-relevanten Informationen zu unterscheiden (Präpuls-Inhibierung). Wissenschaftler sind in der Lage, einige von diesen Symptomen in Tiermodellen psychiatrischer Erkrankungen zu untersuchen, um potenzielle Schlüsse auf die Ursachen und Mechanismen dieser Störungen in Menschen zu ziehen.


Motorische Aktivität

Der am häufigsten angewendete Test zur Analyse der spontanen motorischen Aktivität ist der Open Field (Offenfeld-Test). Die Aktivität der Mäuse wird in einer Test-Arena, dem sog. offenen Feld, untersucht. Die folgenden Parameter werden aufgenommen: die Distanz, die das Tier während des Experiments zurücklegt, die Laufgeschwindigkeit sowie sog. rearings (eine bestimmte Körperhaltung, in der sich die Maus auf die Hinterpfoten stellt und die Umgebung beobachtet). Darüber hinaus ermöglichen (I) die Zeit, während der sich das Tier in den verschiedenen Bereichen des Offenfeldes (Mitte und Peripherie) aufhält und (II) die zurücklegte Strecke in diesen Bereichen eine Aussage über Ängstlichkeit der Tiere.


Neugier-Verhalten

Der Hole Board-Test basiert auf der natürlichen Neigung von Nagetieren, die Nase in Löcher im Boden (nose pokes) zur Erkundung der Umgebung einzusetzen. Dieser Test wird zur Analyse des Neugierde-Verhaltens (sowie indirekt auch der Motivation) verwendet. Der Test wird in den gleichen Boxen wie der Open Field-Test durchgeführt mit dem Unterschied, dass auf den Boden ein zusätzliches Brett mit Löchern eingesetzt wird. Die folgenden Parameter werden zur Analyse aufgenommen: die Distanz, die das Tier insgesamt zurücklegt, die Anzahl der Besuche der Löcher und die Gesamtdauer der nose pokes.


Ängstlichkeit

Das Angst-Verhalten kann in dem Elevated Plus Maze-Test und dem Light-Dark-Präferenz-Test adressiert werden.

Der Elevated Plus Maze-Test macht sich den Konflikt zwischen natürlicher Tendenz der Mäuse zur Erkundung der neuen Umgebung und aversiven Eigenschaften des offenen und hellen Raumes zu Nutze und ermöglicht eine Aussage über die Ängstlichkeit der getesteten Tiere. Die Versuchsapparatur besteht aus zwei offenen und zwei mit Plexiglas-Wänden begrenzten Armen. Zu Versuchsbeginn wird eine Maus auf die zentrale Plattform gesetzt und beobachtet. Die Zeit, die das Versuchstier in den offenen und in den geschlossenen Armen verbrachte, erlaubt eine Aussage über Angstverhalten der Tiere.

Der Konflikt von Erkundung der neuen Umgebung der Mäuse und aversivem Stimulus des hellen Raumes wird in einem weiteren Ängstlichkeits-Test genutzt, dem Light-Dark-(Hell-Dunkel)-Präferenz-Test. Die Versuchsbox besteht aus einer dunklen und einer hellen Kammer, die miteinander verbunden sind. Das Tier wird in das helle Kompartiment des Apparats eingesetzt. Der Versuch startet in dem Moment, in dem das Tier die dunkle Kammer betritt. Die Zeiten, die die Maus im hellen und im dunklen Kompartiment verbringt sowie die Anzahl der Übergänge zwischen den beiden Kammern werden aufgenommen.


Depression/Motivation

 Der Porsolt-Test (auch Forced Swim-Test genannt) wurde entwickelt, um ein depressionsähnliches Verhalten in Tieren zu untersuchen. Zur Analyse wird das Versuchstier in einen mit Wasser gefüllten Glaszylinder, überführt und für 6 min beobachtet. Als passives Verhalten wird das fast bewegungsloses „Schweben“ an der Wasseroberfläche mit wenigen Bewegungen, die nur zur Haltung der Naseöffnung über den Wasserspiegel dient, betrachtet. Die Zeit, in der die Maus aktiv schwimmt gibt eine Aussage über ihr Motivationsverhalten.

 Der Tail Suspension-Test beruht auf ähnlichen Prinzipien wie der Porsolt-Test. Hierbei wird ebenfalls das passive und aktive Verhalten der Maus beobachtet und analysiert. Der Unterschied liegt darin, dass das Versuchstier nicht in Wasser eingesetzt, sondern mit dessen Schwanz für eine kurze Zeit frei aufgehängt wird. Mäuse mit einer hohen Motivation versuchen mehrmals, sich zu befreien. Eine Bewegungslosigkeit der Maus wird als passives/depressionsähnliches Verhalten bewertet.


Angstkonditionierungs-Test

Dieser Test findet die am weitesten verbreitete Anwendung zur Untersuchung von Lernprozessen und die des Gedächtnisses bei Versuchstieren. Der Angstkonditionierungs (Fear Conditioning) -Test beruht auf einer klassischen Konditionierung und ermöglicht eine Untersuchung der Fähigkeit der Versuchstiere zum Lernen und Erstellen einer Assoziation zwischen einer aversiven Erfahrung (einem milden elektrischen Schock mit einem Tonsignal gekoppelt) und dem Kontext, in dem diese Erfahrung gesammelt wurde (Kontext-Gedächtnis). Das Angstgedächtnis der Mäuse wird am Freezing (Angststarre) des Tieres gemessen. Als Freezing bezeichnet man das Verhalten der Maus, in dem sie, mit Ausnahme von Atembewegungen des Brustkorbs, völlig bewegungslos ist. Die Konditionierung für das Kontext- und Ton-Gedächtnis findet zur gleichen Zeit statt. Eine Maus wird in die Konditionierungs-Box hineingesetzt und ihr freezing-Verhalten wird gemessen (baseline scoring). Danach wird zwei Mal ein Ton präsentiert, der jeweils mit einem Fußschock gekoppelt ist. Nach dem zweiten Schock wird das Tier in den Heimkäfig zurückgesetzt. Am nächsten Tag wird die Angststarre der Maus in der Konditionierungs-Box beobachtet. Am dritten Tag wird das Tier in eine neue Box, die sich deutlich von der Konditionierungs-Box unterscheidet, hineingesetzt und vor und während des Abspielens eines Tons beobachtet.


Präpuls-Inhibierung-Test

Die Präpuls-Inhibierung des akustischen Schreckreflexes, welche ein Maß für sensorimotorische Ausblendefähigkeit (gating) ist, ist bei vielen psychiatrischen Patienten beeinträchtigt. Der Präpuls-Inhibition-Test wird verwendet, um Schizophrenie-ähnliche Symptome bei Nagetieren zu untersuchen und stellt ein sehr gutes translationelles Modell dar. Die Präpuls-Inhibition ist ein Phänomen, in dem die Präsentation eines nicht-aufschreckenden z.B. akustischen Signals (prepulse; beispielsweise von einer 70, 75 oder 80 dB Intensität) die Schreckreaktion auf ein darauf folgendes aufschreckendes Signal (pulse; 120 dB) vermindert. Die Schreckreaktion einer Maus (Körpermuskeln-Kontraktion, Springen) wird aufgenommen und evaluiert. Je stärker der Präpuls, desto mehr wird die Schreckreaktion auf den eigentlichen Schreckreiz vermindert. Während des Präpuls-Inhibierung-Tests können auch weitere Parameter, wie Veränderungen des Schreckreflexes sowie Habituation an das aufschreckende Signal gemessen werden.