Enriched animal model of schizofrenia based on the Gnathonemus petersii species.

Abstract

Schizophrenia manifests through positive (hallucinations, delusions), negative (blunted affect, avolition, poverty of speech, social withdrawal), and cognitive (memory and executive function deficits) symptoms. Negative and cognitive symptoms are particularly resistant to treatment, underscoring the need for novel neurobiological models. This dissertation proposes the weakly electric fish Gnathonemus petersii (G. petersii) as an innovative model, utilizing its electric signals to model all three types of symptoms. The aim of this dissertation was to validate the suitability of the model, develop methodologies, establish a standard open field test paradigm, and explore the possibility of using G. petersii also in a schizophrenia theory emphasizing early sensory processing deficits. The validity of the model was tested using ketamine, and predictive validity was examined using antipsychotics (haloperidol, clozapine). Behavioral tests evaluated hyperlocomotion, thigmotaxis, and cognitive deficits. The electric activity of the fish was recorded using a custom acquisition system developed by our team. Based on behavioral and electric properties, analogues of positive and cognitive symptoms were successfully induced and were partially normalized using antipsychotics. Furthermore, for social experiments...

Schizofrenie se projevuje pozitivními (halucinace, bludy), negativními (otupělost afektu, snížená motivace, chudost řeči, sociální stažení) a kognitivními (poruchy paměti, exekutivních funkcí) příznaky. Negativní a kognitivní příznaky jsou zvláště rezistentní vůči léčbě, což zdůrazňuje potřebu nových neurobiologických modelů. Tato disertační práce navrhuje slabě elektrickou rybu Gnathonemus petersii (G. petersii) jako inovativní model, který využívá její elektrické signály k modelování všech tří typů příznaků. Cílem disertační práce bylo validovat vhodnost modelu, vyvinout metodologie, zavést standardní paradigma otevřené arény a prozkoumat možnost využití ryb G. petersii také v teorii schizofrenie zdůrazňující deficity časného senzorického zpracování. Validita modelu byla testována pomocí ketaminu, prediktivní validita byla zkoumána pomocí antipsychotik (haloperidol, clozapin). Behaviorální testy hodnotily hyperaktivitu, thigmotaxi a kognitivní deficity. Elektrická aktivita ryb byla zaznamenávána pomocí akvizičního systému vyvinutého naším týmem. Na základě behaviorálních a elektrických vlastností byly úspěšně indukovány analogy pozitivních a kognitivních příznaků, které byly částečně normalizovány pomocí antipsychotik. Dále byl pro sociální experimenty s rybami vyvinut algoritmus bez dozoru...