Forscher untersuchen Schreckreaktionen bei Mäusen
Maus

In einer Studie von Wissenschaftlern der University of California wurden verschiedene Reaktionen bei Mäusen getestet. Das bildet die Grundlage für die Forschung an neuropsychiatrischen Störungen wie Schizophrenie, Zwangsstörungen und Tourette-Syndrom.

Die Schreckreaktion ist ein unbedingter Reflex, der durch die schnelle Kontraktion der Gesichts- und Skelettmuskulatur auf einen plötzlichen und intensiven Schreckreiz wie ein Geräusch, einen Luftstoß oder einen Lichtblitz gekennzeichnet ist. Die Untersuchung der Schreckreaktion hat sich als nützlich erwiesen, um Defizite im sensomotorischen Gating bei vielen neuropsychiatrischen Störungen wie Schizophrenie, Zwangsstörungen, Huntington-Krankheit und Tourette-Syndrom zu identifizieren. Die Erforschung der akustischen Schreckreaktion von Nagetieren ist zu einem führenden Werkzeug für die Untersuchung der Pathophysiologie, Pharmakologie und Genetik dieser Störungen geworden.

Studie der Universität in Kalifornien

Die Schreckreaktion von Nagetieren wird typischerweise in Stabilimeterkammern untersucht, und obwohl diese Systeme hervorragend zur Messung des Schreckens geeignet sind, sind sie nur für diesen einen Zweck konzipiert. In einer Studie von Wissenschaftlern der University of California wurde stattdessen ein VideoFreeze-System - ein weit verbreitetes Werkzeug zur Untersuchung der Pawlowschen Angstkonditionierung - eingesetzt, um die akustische Schreckreaktion bei sich frei bewegenden Mäusen zu messen.

Die Beobachtung der Schreckreaktion wurde mit der standardmäßigen 30-Hz-Kamera des VideoFreeze und separat mit einer Mikrotron MotionBLITZ EoSens® mini Hochgeschwindigkeitskamera durchgeführt, um die Reaktion mit größerer zeitlicher Auflösung durch die Aufzeichnung von Videos mit 1000 Hz zu beobachten. Die Videoerfassung wurde durch ein Ausgangssignal von VideoFreeze unter Verwendung eines 28-Volt-zu-TTL-Wandlers ausgelöst, so dass das Hochgeschwindigkeitsvideo mit dem Zeitpunkt der Präsentation des Schreckreizes korreliert werden konnte. Das VideoFreeze-System lief gleichzeitig, so dass die Videos und Daten des Hochgeschwindigkeits-Bildgebungssystems und des VideoFreeze-Systems verglichen werden konnten.

Die Tierbewegung innerhalb des digitalen Videostroms wird mithilfe eines Bewegungsindexes quantifiziert, der mit einem proprietären Bewegungsanalysealgorithmus generiert wird, der aufeinanderfolgende Videobilder vergleicht und dabei das Grundlinien-Videorauschen auf Pixel-Basis kontrolliert.

Höhere Intensität der Reize verursacht Schreckreaktion

Einer Stichprobengröße von 16 Mäusen wurden Stimuli mit weißem Rauschen ansteigender Intensität dargeboten und die Bewegung wurde über Bewegungsindex-Scores quantifiziert, die aus dem Videosignal abgeleitet wurden. Die Mäuse wurden zunächst mit 200 ms langen weißen Rauschimpulsen ansteigender Intensität konfrontiert und zeigten keine Schreckreaktionen auf Reize niedrigerer Intensität (75 dB bis 90 dB), aber signifikante Schreckreaktionen auf Reize höherer Intensität (95 bis 120 dB). Die Schreckreaktion der Mäuse wurde auf Video aufgezeichnet und war durch deutliche Nasen-, Ohren-, Rücken- und Schwanzbewegungen gekennzeichnet. Die Schreckreaktion der Maus wurde mit dem Standardvideo aufgezeichnet, jedoch war die Progression der Bewegung von rostral nach kaudal im Mikrotron-System deutlicher zu erkennen.

Hochgeschwindigkeitsaufnahme auf Millisekundenbasis


Während die Mikrotron MotionBLITZ EoSens® mini Kamera und die Standardgeschwindigkeit die Schreckreaktion in ähnlicher Weise erfassten - sie stiegen beide stark an und blieben während des 200 ms-Rauschimpulses erhöht - wurde der Großteil der Bewegung, die in der Hochgeschwindigkeitsaufnahme auf Millisekundenbasis in Einzelbildern aufgelöst wurde, in der Standardkamera als Bewegungsunschärfe in einem Einzelbild erfasst. Die MotionBLITZ EoSens® mini Kamera lieferte Geschwindigkeiten von bis zu 523 Bildern pro Sekunde bei einer Auflösung von 1.696 x 1.710 Pixeln, um extrem schnelle Bewegungen und die Details selbst kleinster Objekte präzise zu erfassen.

Quelle Forschung: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7289120/