Desarrollo de un entorno virtual 3D para el estudio electrofisiológico de la memoria en ratones

Abstract

[ES] Este trabajo se engloba en un proyecto grande financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, donde se pretende demostrar la importancia de la desmielinización de la comisura hipocámpica en la aparición temprana de la enfermedad de Alzheimer (EA). La comisura hipocámpica es la conexión entre ambos hipocampos y, muy recientemente, se ha demostrado que está implicada en la memoria de reconocimiento. Pretendemos estudiar la desmielinización específica de esta conexión asociada a la EA. Esto se realizará con un modelo murino transgénico de EA y sus correspondientes controles (ratones de tipo salvaje). Los ratones serán implantados estereotáxicamente en el hipocampo con electrodos de registro, así como con un electrodo estimulador en la comisura hipocámpica. Después los pondremos en un sistema de fijación de la cabeza unido a una rueda de desplazamiento lineal con una pantalla de realidad virtual. En el presente trabajo nos hemos centrado en la programación de varios laberintos de realidad virtual. Se ha diseñado un camino que permita al ratón explorar linealmente, con claves espaciales relevantes para el comportamiento. Así mismo, otro laberinto consta de un camino en forma de Y en la que uno de los brazos se consigue una recompensa a la llegada en forma de gota de agua azucarada. De este modo, se podría inducir tanto el ritmo theta cerebral relacionado con el movimiento, como el theta atencional. Las matrices multielectrodo permitirán la correlación de la actividad unitaria y los potenciales de campo registrados. Los laberintos se han programado en el motor multiplataforma Unity, y más tarde se han acoplado por medio de la plataforma de hardware libre y código abierto Arduino al movimiento de un brazo articulado que les ofrece la recompensa a los ratones. Este trabajo se relaciona con los siguientes ODS de la Agenda 2030: Salud y Bienestar (ODS 3). Industria, Innovación e Infraestructura (ODS 9). Ciudades y Comunidades Sostenibles (ODS 11).

[EN] This work is part of a large project funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation, which aims to demonstrate the importance of demyelination of the hippocampal commissure in the early onset of Alzheimer’s disease (AD). The hippocampal commissure is the connection between both hippocampi and, very recently, it has been shown to be involved in recognition memory. We aim to study the specific demyelination of this connection associated with AD. This will be done with a transgenic murine model of AD and its corresponding controls (wild type mice). The mice will be stereotaxically implanted in the hippocampus with recording electrodes, as well as with a stimulating electrode in the hippocampal commissure. They will then be placed in a head fixation system attached to a linear scroll wheel with a virtual reality display. In this work we have focused on the programming of several virtual reality mazes. A path has been designed to allow the mouse to explore linearly, with behaviourally relevant spatial cues. Another maze consists of a Y-shaped path in which one of the arms gets a reward on arrival in the form of a drop of sugar water. In this way, both movement-related and attentional theta brain rhythm could be induced. Multielectrode arrays will allow correlation of unit activity and recorded field potentials. The mazes have been programmed in the cross-platform Unity engine, and then coupled via the free and open-source hardware platform Arduino to the movement of an articulated arm that offers the reward to the mice. This work relates to the following SDGs of the 2030 Agenda: Health and Well-Being (SDG 3). Industry, Innovation and Infrastructure (SDG 9). Sustainable Cities and Communities (SDG 11).