The purpose of the study was to develop a battery of tests to study social and cognitive impairments for behavioral phenotyping of aging experimental animals with physiological neurodegeneration. Object of the study were outbred CD1 mice in the following groups: 1st group - 12-month old male mice (physiological aging); 2nd group - 2-month old male mice (control group). Social recognition test, elevated plus maze test (EPM), open field test, light-dark box test, and Fear conditioning protocol were used to estimate the neurological status of experimental animals. We found that aging male mice in a contrast to young ones have demonstrated lower social interest to female mice in the social recognition task. EPM and light-dark box tests showed increased level of anxiety in the group of aged mice comparing to the control group. Fear conditioning protocol revealed impairment of associative learning and memory in the group of aged mice, particularly, fear memory consolidation was dramatically suppressed. Analysis of behavioral factors, social interactions and anxiety level in the experimental mice has confirmed age-related neurodegeneration in the 1st group. We found that the most informative approach to identifying neurological impairments in aging mice (social interaction deficit, limitation of interests, increased level of anxiety) should be based on the open field test light-dark box test, and Fear conditioning protocol. Such combination allows obtaining new data on behavioral alterations in the age-associated of neurodegeneration and to develop novel therapeutic strategies for the treatment of age-related brain pathology.
Цель исследования — разработка батареи тестов, направленных на изучение социальных и когнитивных нарушений при физиологической нейродегенерации, для поведенческого фенотипирования стареющих экспериментальных животных. Исследовали аутбредных мышей-самцов линии CD1, из которых были сформированы две группы: 1-я основная (физиологическое старение) — животные в возрасте 12 мес, 2-я контрольная — мыши в возрасте 2 мес. Для оценки неврологического статуса животных использовали такие поведенческие тесты, как социальный пятипопыточный тест, «Приподнятый крестообразный лабиринт», тест «Открытое поле», тест «Черно-белая камера», тест «Fear conditioning». Анализ результатов социального пятипопыточного теста показал снижение заинтересованности особью противоположного пола у стареющих животных по сравнению с контрольной группой. У основной группы в тестах «Приподнятый крестообразный лабиринт» и «Черно-белая камера» выявлено повышение уровня тревожности по сравнению с контрольной группой, в тесте «Открытое поле» — низкая двигательная активность и повышенная тревожность. Результаты теста «Fear conditioning» показали, что физиологическая нейродегенерация сопровождается нарушением ассоциативного обучения и запоминания у мышей-самцов, в частности, существенно подавляется процесс консолидации памяти страха. Анализ поведенческих факторов, социального взаимодействия и уровня тревожности у крыс основной группы подтвердил модель возрастной нейродегенерации у стареющих животных. Определены наиболее информативные поведенческие тесты, а именно: «Открытое поле», «Черно-белая камера», «Fear conditioning», позволяющие выявить типичные для стареющих животных векторы поведения — нарушение социальных контактов и взаимодействия, ограничение интересов, повышение уровня тревожности. Это дает возможность получить не только новые фундаментальные знания поведенческих черт модели возрастной нейродегенерации, но и разработать новые терапевтические стратегии для лечения возрастзависимых заболеваний головного мозга.
Keywords: behavioral phenotyping; cognitive dysfunction; model of physiological aging.