Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Barnes Maze Testing Strategies med små og store gnager modeller

Published: February 26, 2014 doi: 10.3791/51194
Automatic Translation
*1, *2
1Biomedical Sciences and Bond Life Sciences Center, University of Missouri, 2Division of Neurotoxicology, National Center for Toxicological Research, Food and Drug Administration
* These authors contributed equally

Summary

Den tørre-land Barnes labyrint er mye brukt til å måle romlig navigasjon evne som svar på mildt aversive stimuli. Over påfølgende dager, ytelse (f.eks ventetid for å finne flukt bur) av kontrollpersoner forbedrer, en indikasjon på normal læring og hukommelse. Forskjeller mellom rotter og mus nødvendig apparater og metodeendringer som er beskrevet her.

Abstract

Romlig læring og hukommelse av laboratorie gnagere er ofte vurdert via navigasjons evne i labyrinter, mest populære av dem er vannet og tørk-land (Barnes) labyrinter. Forbedret ytelse over økter eller studier er tenkt å reflektere læring og minne om flukten bur / plattform plassering. Betraktet mindre stress enn vann labyrinter, er Barnes labyrinten en forholdsvis enkel konstruksjon av en sirkelformet plattform topp med en rekke hull med lik innbyrdes avstand rundt omkretsen kant. Alle bortsett fra ett av hullene er falsk bunn eller blind-ending, mens én fører til en flukt buret. Mildt aversive stimuli (f.eks lyse overhead lys) gir motivasjon til å finne flukt buret. Ventetid for å finne flukten buret kan måles i løpet av økten, men ytterligere endepunkter vanligvis krever videoopptak. Fra disse videoopptak, kan bruk av automatisert programvare for sporing generere en rekke endepunkter som er lik dem som produseres i vann labyrinter (f.eks </ Em> distanse, hastighet / fart, tidsbruk i riktig kvadrant, tidsbruk flytting / hvile, og bekreftelse av latency). Type av søkestrategi (dvs. tilfeldig, seriell, eller direkte) kan kategoriseres som godt. Barnes labyrint konstruksjon og testing metoder kan variere for smågnagere, for eksempel mus, og store gnagere som rotter. For eksempel, mens ekstra-labyrint pekepinner er effektive for rotter, kan mindre vill gnagere krever intra-labyrint pekepinner med en visuell barriere rundt i labyrinten. Passende stimuli må være identifisert som motivere gnager å finne flukten buret. Både Barnes og vann labyrinter kan være tidkrevende som 4-7 testforsøk er vanligvis nødvendig for å oppdage godt lærings-og minneytelse (f.eks kortere ventetider eller veilengder å finne flukt plattform eller bur) og / eller forskjeller mellom eksperimentelle grupper. Likevel er den Barnes labyrint en mye brukt atferdsvurdering måle romlige navigasjons evner ogsitt potensial avbrudd av genetiske, neurobehavioral manipulasjoner, eller narkotika / toksikant eksponering.

Introduction

Romlig læring og hukommelse i laboratorie gnagere ble først vurdert med mat-fratatt rotter som navigeres en labyrint av smågater å finne en mat forsterker en. Flere tiår senere, ble en romlig referanse minne system foreslått to. I motsetning til arbeidsminnet som refererer til minnet i en test session eller rettssak, refererer henvisning minne til minne over testøkter eller prøvelser og er mer nært knyttet til langtidshukommelsen.

Flere typer labyrinter har blitt utviklet som invasiv vurderinger av dette hippocampus-avhengig romlig læring og hukommelse i små og store gnagere (f.eks vann labyrint, flere T-labyrint, radial arm labyrint og tørrlands labyrinter) 3-6. Her fokuserer vi på den runde plattformen eller Barnes labyrint, først beskrevet i 1979 av Dr. Carol Barnes 7. Denne labyrint er blitt brukt til å teste romlig navigasjons læring og hukommelse i et bredt spekter av gnagermodeller, herunder rotter (RaTTUene norvegicus), mus (Mus musculus), hjort mus (Peromyscus maniculatus bairdii), California mus (Peromyscus californicus), og hystricomorph gnagere (f.eks degus [Octodon degus]) 8-13. Andre arter er vurdert ved hjelp av Barnes labyrinten inkluderer amerikanske kakerlakker (Periplaneta americana) 14, mais slanger (Elaphe guttata guttata) 15,   squamate reptiler (f.eks side flekkete øgler [Uta stansburiana]) 16, og ikke-menneskelige primater (f.eks mus lemurer [Microcebus Murinus]) 17. I våre laboratorier, har Barnes labyrint ytelse blitt brukt som en indeks for nevrotoksisitet etter utviklings bisfenol A (BPA) eller etinyløstradiol (EE2) eksponering 9-1113. Det er også ofte brukt for oppførsel phenotyping av ulike musestammer 18-21, vurdering av aldringseffekter 7,22-28, og Alzheimers sykdom relaterte deficits i dyremodeller 3,29-33, samt effekten av trening og kosthold, miljø-, og metabolske forandringer 34-42.

En primær fordel med Barnes labyrint bruk, er at det fremkaller mindre belastning i fagene i forhold til vann labyrinter, som Morris vannlabyrint 43, selv om begge kan indusere akutt økning i plasma-kortikosteron konsentrasjoner hos mus 44. Som et tørt land labyrint, kan Barnes labyrint være mer ethologically-relevant for landlevende gnagere 45. Selv om vannlabyrint ytelse har vist seg å være mer følsomme for genetiske forandringer i mus 3,46,47, er mer følsomme for visse andre forandringer 48,49 Barnes labyrint ytelse. I gnager modeller der vann labyrint bruk ikke er mulig, kan det Barnes labyrint gi et finjustert vurdering av romlig minne oppbevaring 31. De mildt aversive stimuli som vanligvis brukes i Barnes labyrint (dvs. skarpt lys),imidlertid ikke kan gi tilstrekkelig motivasjon for gnagere å finne flukten bur 45. Videre kan gnagere lære at ingen straff oppstår hvis de ikke gå inn i flukt buret. Derfor, i stedet for å lete aktivt etter flukten buret, noen gnagere aktivt utforske labyrinten for lang varighet av hvert forsøk. Som gjennomgått av Kennard og Woodruff-Pak 24, vil dette økt lete forlenge ventetid for å finne flukten buret, banelengde, og øke antall feil. Dermed måling av flere parametre, inkludert ventetid, feilrate, tid brukt i de riktige og feil kvadranter, hastighet, tid flytte, hviletid, og søkestrategi, kan samlet gi en bedre indikator for hvert fag romlige navigasjons læring og hukommelse evne 8 -10. I tillegg, kan ytelsen bli målt som latency å først finne flukten buret (primære mål) eller ventetid for å komme inn i flukt buret (total mål). Noen har argued som primære mål på prestasjon er et mer nøyaktig bilde av romfølelse enn totalt måler 50. De fleste studier, blant eksemplene beskrevet her, bruker ventetid for å komme inn i flukt buret for å avgjøre feilrate og søkestrategi. Videre, noen sporing programvaresystemer har en trepunkts kropp detection system som kan måle frekvensene av sniffing de riktige vs feil hull. Til slutt må labyrinten rengjøres grundig med etanol mellom forsøk å fjerne olfactory signaler som kan gi signaler eller bevise forstyrrende for påfølgende dyr.

Barnes maze design varierer, men vanligvis hver har 12 eller 20 mulige rømningshull, bare en av dem fører til hjemmet eller en flukt buret. Flukten bur kan være plassert enten direkte under flukten hullet på labyrinten toppen (for labyrinter uten vegger) eller innebygd i veggen rundt i labyrinten. Signaler kan variere i størrelse fra ca 16,5 cm høyde eller bredde (innenfor maze) til en horisontal linje 21,6 cm i bredden plassert fra gulv til tak av rommet veggen utenfor labyrinten. Figurene 1-5 viser eksempler på Barnes maze design for Peromyscus arter (figur 1) og rotter (Tall 2-5). Plugger eller falske bunner må dekke nonescape hull for å hindre dyr fra å falle ut av labyrinten. Størrelse på testrommet kan variere (~ 20 m 2), men det må være stor nok til å gi god plass til labyrinten, habituating dyrene til rommet, med plass til en datamaskin med video set-up (hvis det brukes), og et sted for eksperimentator å sitte på avstand (minst ~ 122 cm) fra labyrinten apparat slik at deres tilstedeværelse ikke forstyrre dyrets ytelse. Overdragelse av flukt bur plassering bør være balansert mellom behandlingsgruppene og kjønn. Mens de spesifikke prosedyrer som er beskrevet her inkluderer ikke rotere labyrinten mellom studier for å motvirke bruk av intra-labyrint lukt signaler, noen studierinnlemme denne prosedyren 50. I våre prosedyrer, er labyrinten tørkes ren med etanol mellom forsøk for å eliminere lukt signaler.

I lokal flukten bur, har tre typer søkestrategier blitt definert (opprinnelig kalt "mønstre" av Barnes 7): 1) tilfeldige, operasjonelt definert som lokaliserte søk i hull atskilt av stier krysset labyrinten sentrum, 2) serie, definert som et systematisk søk ​​i påfølgende hull i en med eller mot klokken retning, og 3) direkte eller romlig, definert som å navigere direkte til riktig kvadrant uten å krysse labyrinten senteret mer enn én gang, og med tre eller færre feil. Generelt, med gjentatt testing, gnagere vanligvis fremgang gjennom søkestrategier i den rekkefølgen de står (tilfeldig, seriell, og direkte) 51. En sonde prøve uten flukt bur kan også anvendes som et ytterligere mål for hukommelsen 50.

Protokollen og representantResultatene her ble utviklet for to typer gnagere (Peromyscus arts ellers betegnes små gnagere) og rotter. Mens disse generelle prosedyrer kan også holde for innavlet og / eller outbred mus (Mus musculus), bør andre studier bli konsultert om mulige metodiske forskjeller for de sistnevnte artene 18-21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En. Barnes Maze Prosedyre for smågnagere

  1. Slå på indirekte lys over labyrinten og sted "Do Not Enter" skilt på utsiden av laboratoriet døren.
  2. Ta med mus i sine vanlige hjem bur til testrommet ca 30 min før du begynner den første rettssaken for å tillate tilvenning. Hvis rommet er stille, kan det ikke være nødvendig å inkludere hvit støy, ellers er dette forholdsregel kan vurderes.
  3. Sett opp sporingsprogram.
  4. Fjern forsiktig den første musen fra sitt hjem buret og plasser i det høye dekket plastboks. Plasser sin flukt (rent hjem) polypropylen bur (29 cm x 19 cm x 13 cm) under utpekt flukt hullet.
    1. Kontroller at papiret som blokkerer røret er fjernet fra at rømning hull og alle andre hull er plugget.
    2. Tegn gardin rundt i labyrinten.
  5. Legg plastboksen med musen inne i labyrinten sentrum og ca 8 sek senere, forsiktig take dyret ut av buret, og plasser det i labyrinten.
    1. Etter å ha plassert på dyret i midten av labyrinten, stille flytte til dataområdet (~ 150 cm fra labyrinten).
    2. Initiere riktig sporing program som skal allerede være åpen for å sikre minimal tid (i løpet av noen få sekunder) som har gått fra det øyeblikk dyret ble plassert på labyrinten inntil programmet starter å dokumentere ytelsen.
  6. Observere dyrets ytelse fra dataskjerm og rekord hull nummer, prøvenummer, søkestrategi, og antall feil gjort. En feil er definert som sniffing av en ukorrekt hullet. Vurdering av søkestrategi kan gjøres levende eller senere basert på sporingsmønster.
    1. Søkestrategi er kategorisert som direkte (går direkte inn flukten bur med tre eller færre feil),
    2. Serial (reiser langs labyrinten omkretsen til flukten buret ligger), eller
    3. Random </ Strong> (krysset labyrinten sentrum flere ganger for å sjekke ulike hull).
  7. Stopp sporing program når dyret har alle fire poter inne i flukt buret.
  8. Hvis musen ikke klarer å gå inn i flukt bur innen 5 min, forsiktig lede den til riktig sted og inn i flukt buret. La musen forbli i flukt bur for 2 min.
  9. Fjern mus fra flukten bur og plassere i hjemmet buret.
  10. Spray labyrinten toppen og unnslippe buret med 70% etanol og tørk av. Sett første buret / mus til side i 30 minutter før du kjører den andre rettssaken.
  11. Før du begynner neste mus, plugge den tidligere korrekt flukt hull og fjern papiret plug blokkerer hullet fra den utpekte flukt hull for at neste emne.
  12. Hver mus er testet for to forsøk / dag med en inter-rettssaken intervall på ca 30 min.
  13. Gjenta disse trinnene til alle mus har blitt testet i sju sammenhengende dager, noe som kan øke sannsynligheten of observere forbedret ytelse og / eller forskjeller mellom behandlingsgruppene, i forhold til bare fire dager med data.

2. Barnes Maze Testing for Rotter Når en Tracking Program er ikke tilgjengelig

  1. Sørg labyrinten er i sin riktig plassering (direkte sentrert under lysene), falske bunner som blokkerer nonescape hull og hindre dyret faller ut er sikkert i labyrinten, og flukten buret er i angitt sted for det første emnet. Overhead lys over labyrinten bør være slått på.
  2. Sikre datamaskinen og kameraet er klar og en stoppeklokke er tilgjengelig.
  3. Slå på hvit støy å dempe noen lyder fra andre nærliggende steder. Testeren stol er omtrent 122 cm fra nærmeste kant av labyrinten toppen og forblir på samme sted gjennom hele testingen.
  4. En timer (satt til 2 min) bør være tilgjengelig (bare nødvendig på dag 1 av testing). Tidsur bør ikke "pip" eller på annen måte gjøre støy. Dør (er) for å teste room skal ha "ikke angi" skilt på utsiden.
  5. En test ordre ark for fagene vil liste rekkefølgen av faget testing, økten nummer, hull nummer plasseringen av flukt buret for hvert fag, og områder for å registrere ventetid og tid på døgnet for hvert fag, samt et område for noen nødvendige notater (figur 6).
  6. Fra 30 til 60 minutter før den første rotten skal testes, bringe dyrene i oppholdskassen til testrommet for å tillate for tilvenning.
  7. Senterrøret at rotten er plassert inn ved begynnelsen av et forsøk er angitt i labyrinten senteret. Sett papp ark som viser det første dyret ID på toppen. Dette gjør at video-opptak for å fange dyret ID for enkel identifisering av hvert fag ved å observere de første sekundene av videoen.

Initial Testing Dag 1:

  1. Begynn datamaskin videoopptak (hvis brukt) og omfatter ca 5 sek av rettssaken med dyr ID ark for subject identifikasjon. Filnavn (eller dato opprettet) vil identifisere dag / tid på testing.
  2. Ta det første dyret fra sitt hjem buret (sjekke identiteten hvis flere dyr er i bur) og forsiktig plassere hodet først inn i flukt buret. Dekk flukt bur med en ekstra falsk bunn og starte 2 min tidtaker. Dette gjør det mulig for dyret å tilvenne til flukten buret.
  3. Etter 2 min tiden er ute, forsiktig fjerne dyr fra flukt bur (fjerne falske bunndekselet også, og sett bort fra labyrint), heis ID ark, og umiddelbart plassere rotte inne i sentrum tube. Dekk toppen av sentrum tube med papp ID ark.
  4. Forsiktig og sakte løfter sentrum tube med pappdeksel og sett til side. Start stoppeklokken når senterrøret er løftet over dyret. Flytt til å sitte i testerens stol.
  5. Sitt stille i stolen, ser både dyret og stoppeklokken. Hvert dyr har maksimalt fem minutter å finne flukten buret.
  6. Hvis rotta finner flukten bur på mindre enn5 min, stoppe stoppeklokken og registrering ventetid og tid på dagen på test ordre ark. Fjern dyr fra flukt bur og legg tilbake i hjemmeburet.
  7. Hvis rotta ikke finner flukt bur innen 5 min, forsiktig lede dyret til flukten buret og la 15 sek å passere før du fjerner og returnerer dyret til hjemmet buret.
    1. Denne 15 sekunders varighet kan være tidsbestemt ved hjelp av en klokke med sekundviser på testrommet vegg.
    2. Rekordtid av dagen på test ordre ark og ta opp at rotta ikke fant flukt buret.
  8. Hvis rotta faller / hopper av labyrinten, testeren bør blikk på stoppeklokke for tiden. Testeren må da forsøke å raskt hente dyret.
    1. Hvis dette kan gjøres innen 10 sek, erstatte dyr på midten av labyrinten og registrerer tiden av høsten / hoppe på testarket (hvis testeren kan skille mellom et fall eller hopp, bør dette bli betegnet). Fortsett rettssaken.
    2. Hvis henting av animal tar lengre tid enn 10 sek, stoppe stoppeklokken, og sette dyret tilbake inn i hjemmet buret. Rekordtid av fall / hopp (hvis testeren kan skille mellom et fall eller hopp, merk dette).
    3. Data fra forsøk der et dyr falt / hoppet og kunne ikke hentes innen 10 sek blir utelatt fra statistiske analyser.
  9. Stopp video-opptak på datamaskinen. Registrere eventuelle kommentarer om rettssaken.
  10. Fjern eventuelle urin eller avføring fra labyrinten toppen, spray med 70% etanol, og tørk tørt. Fjern flukt bur og rengjør med 70% etanol.
  11. Sett en ren flukt bur på anvist plassering for neste emne. Å ha mer enn en flukt buret lar hver å lufttørke for å minske etanol lukt. Sett en ren falsk bunn i forrige hullet (slik at alle unntatt ett hull har en falsk bunn, og at ett hull inneholder flukten bur).
  12. Angi senterrøret med ID ark for neste emne i labyrinten sentrum. Begynn video-opptak på datamaskinen. Fjern den neste dyret for å bli testet, legg inn flukt buret (hvis Dag / Session 1), og starte 2 min timer (bare hvis Dag / Session 1). Fortsett fra trinn 2 ovenfor. Hvert emne mottar en rettssak / dag.
  13. Etter at alle dyr er testet, rengjøre labyrinten og rømme buret, skru av lamper, og hvit støy. Fjern "Do Not Enter" tegn (s) fra døren (e).

Days 2 gjennom syv Testing

  1. Sett opp testrommet og labyrint for testing som beskrevet ovenfor.
  2. Sett senter rør i labyrinten sentrum med ID ark på toppen. Begynn videoopptak. Ta det første dyret fra hjemmet buret og fyll i sentrum tube.
  3. Dette trinnet skiller Days 2-7 fra dag 1, spesielt på dager 2-7, er gjenstand plasseres direkte inn i sentrum tube etter fjerning fra hjemmet buret og 2 min tilvenning periode inne i flukt buret er ikke gjort.
  4. Gjenta prosedyren begynner fra trinn 4 ovenfor.

Tre. Statistiske analyserfor Barnes Maze endepunkter

  1. Dataanalyser kan kreve flere statistiske tester. Kontinuerlige variabler, for eksempel ventetid og feilrate, kan analyseres som en split tomt i rom og tid 52.
  2. Dersom noen dyr ikke finne flukt eller hjemme bur innenfor maksimal tilmålte tid, kan de ventetid data bli tildelt som det maksimale og analysert ved hjelp av ProcLife testing i SAS versjon 9.2 programvare analyse.
    1. Denne statistiske metode er nyttig for adferdsdata der det er en øvre grense cutoff.
  3. Søkestrategi data kan analyseres ved hjelp av en gjentatt tiltak design med PROC GLIMMIX og SAS versjon 9.2 programvare analyse.
    1. Denne første analysen benytter en kumulativ logge det link og en multinomisk fordeling slik at alle tre søkestrategier (tilfeldig, seriell, og direkte) er inkludert i denne analysen.
    2. For å avgjøre om dyrene er å lære å bruke den mer effektiv søkestrategi (direkte), et s.d. analyse på søkestrategi kan utføres på de to mindre effektive strategier (tilfeldig og serie) kombineres og sammenlignet mot mer effektiv direkte søk strategi.
    3. Denne siste metoden resulterer i en binomisk fordeling og også syssels PROC GLIMMIX.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kjønnsmodne mannlige hjort mus er avhengig forbedret romlig navigasjons evne til å finne potensielle avl partnere, som er mye utbredt i hele miljøet. Både prenatal og voksen eksponering for testosteron er avgjørende i å organisere og aktivisere dette senere voksen mannlig oppførsel 53. Som sådan, ble det antatt at tidlig eksponering for hormonforstyrrende stoffer kan forstyrre dette senere egenskap hos menn. For å teste denne hypotesen, ble mannlige og kvinnelige hjort mus utviklingshemmede eksponert via mors kosthold til flere miljørelevante doser av BPA i en phytoestrogen fri diett, en positiv østrogen-kontroll (etinyløstradiol [EE2]) i en phytoestrogen fri diett, eller sokkelen kontrollere phytoestrogen fritt raffinert kosthold, og ble vurdert for Barnes labyrint ytelse som voksne. Figur 1 viser Barnes labyrint apparat for denne arten. Menn som utsettes for de to høyere, men ikke den laveste, BPA doser demonstrered tilsvarende underskudd i romlig læring, som manifestert ved lengre tids ventetid, økt feilrate, og en manglende evne til å konvertere til direkte søk strategi i løpet av prøveperioden (Tall 7-9). Men kvinner utsatt for EE2 og mid BPA dose, men ikke den andre BPA doser utstilt masculinized romlig læring og hukommelse (dvs. redusert ventetid og økt bruk av direkte søk strategi) 9,13.

I motsetning til polygame hjort mus, deres relaterte fettere, monogame mannlige California mus, øke sin reproduktive suksess ved pair-binding og resterende i territoriet med en singel kvinne og deling i foreldrerollen ansvar 54,55. Derfor har romlig navigasjons evne ikke vært gjenstand for sterk evolusjonære seksjon i California mus. Følgelig, den antagelse var at tidlig BPA og EE2 eksponering ikke ville målrette denne oppførselen i California mus. Til støtte for dette hypothesis, utviklings eksponering for BPA eller EE2 ikke endre romlige navigasjons atferd (latency, feilrate, eller konvertering til direkte søk strategi) hos menn eller kvinner, som viste sammenlignbare responser på tvers av alle behandlingsgruppene (figur 10 og 11) 10. Sammenlignet med kontrollgruppen hjort mus, kontrollerer California mus ikke redusere antall feil gjort i løpet av de syv påfølgende testdagene heller ikke kontroll California hannmus øke bruken av direkte søk strategi. Dette kan gjenspeile en art forskjell i læringsevne, men er det mulig at ytterligere avgrensning for vurdering av visuo-spatial læring og hukommelse testing er nødvendig for California mus.

Den Barnes labyrint apparat og tilhørende maskinvare for rotter som er vist i figurene 2-5. Dette apparatet ble brukt til å vurdere romlig læring og hukommelse av mannlige og kvinnelige Sprague-Dawley rotter dager etter fødsel 47-51 (5 konsehverandre følgende dager, en studie / dag). På den siste dagen (dvs. dag 5), ble flukten buret flyttet 180 ° fra sin opprinnelige plassering på dag 1-4. Disse fagene hadde tidligere blitt vurdert for rettende refleks og skrå bord atferd (preweaning), og spille atferd, åpne felt aktivitetsnivå, og motorisk koordinasjon. Deres demninger hadde konsumert tre små biter av vanilje wafer bort som ble utlevert 1 ml / kg kroppsvekt av vann på svangerskaps dager 6-21. Fagene selv ble oralt behandlet med 1 ml / kg kroppsvekt med vann to ganger daglig på dagene etter fødselen 1-21. Ved avvenning, var de par-huset med en av samme kjønn søsken. Det ble imidlertid bare 1/sex/litter vurdert for Barnes labyrint ytelse. Figur 12 viser gjennomsnittlig ventetid for å finne flukten buret for hvert kjønn på hver av de fem testdagene. Betydelige viktigste effektene av kjønn (p <0,04) og økt (p <0,01) indikerte kortere ventetider i hunner og kortere ventetider på dager 2-5 i forhold til dag en. Andre have også rapportert kortere ventetider hos hunnrotter 56, men tilsvarende sex effekter har ikke alltid vært registrert i vår lab 11. Dermed er en konsekvent sex effekt i rotter ennå ikke bestemt annet enn latency endepunkter er ennå ikke tilgjengelig;. Imidlertid sporing programvare er i bruk i en lignende studie for å undersøke feilrate og søkestrategi i rotter.

Figur 1
Figur 1. Den Barnes labyrint apparat for Peromyscus arter. A) De intra-labyrint geometriske signaler (f.eks sirkel, firkant, trekant og stjerne) er plassert inne i labyrinten veggen hver 90 °, er det 12 rømnings huller plassert hver 30 °, og labyrinten er omgitt av en svart gardin (ikke vist). B) Labyrinten toppener plassert på en polypropylen stativ og forhøyet 100 cm over gulvet. Klikk her for å se større bilde .

Fig. 2
Figur 2. Barnes labyrint apparat for rotter. Labyrinten toppen og støttene kan sees med labyrint topp diameter og høyde fra gulv er vist. Tall på gulvet indikerer hull tall og la testeren å plassere flukten bur på angitt sted (gulvet tallene kan ikke ses av faget). En av de ekstra-labyrint visuelle signaler kan sees på langt veggen (dvs. sorte vertikale striper). Klikk her for å se større bilde .

Figur 3
Figur 3. En nærmere oversikt over Barnes labyrint apparat for rotter. Den hvite flukt bur lysbilder i sporene på undersiden av labyrinten toppen. Lignende spor er plassert på undersiden av labyrinten toppen for hver omkrets hullet. for å vise større bilde .

Figur 4
Figur 4 Sentrum rør med prøven gjenstand identifisere ark på toppen av Barnes labyrint apparat for rotter.. Pappen dekselet kan løftes bort for å Place rat inne i røret, og blir deretter erstattet. Håndtaket på midtrøret tillater enkel løfting å starte rettssaken. Klikk her for å se større bilde .

Figur 5
Figur 5. Flukten bur for rotter med dimensjoner. Små løpebaner på den nedadgående rampe som gir veigrep for rotta når du taster inn. Klikk her for å se større bilde .

Figur 6
Figur 6. Klikk her for å vise largeh image.

Figur 7
. Figur 7 Effekter av utviklings eksponering av mannlige og kvinnelige hjort mus til BPA eller EE2 på søkestrategi i Barnes labyrint A) Eksempel diagrammer som illustrerer de tre definerte søkestrategier:. Tilfeldig (øverst), seriell (midten), og direkte (nederst) . B) Prosent av BPA, EE2 og kontroll mus ansette tilfeldig (gul), seriell (grønn), eller direkte (svart) søkestrategier på tvers av oppkjøpet testing. CTL hanner utnyttet den direkte søkestrategi oftere over 7 påfølgende dagers testperiode enn alle andre grupper unntatt lavdose BPA hanner og EE2 hunner (alle p-verdier <0,05). CTL = kontroll; EE2 = etinyløstradiol, BPA = bisfenol A tilpasset med tillatelse fra.0;. 13 Klikk her for å se større bilde .

Figur 8
Figur 8. Effekter av utviklings eksponering av mannlige og kvinnelige hjort mus til BPA eller EE2 (samme gruppene som i figur 3) på ventetid for å finne flukten bur i Barnes labyrint. A) Hanner. B) Kvinner. CTL menn raskere funnet riktig flukt buret, som eksemplifisert ved kortere ventetider, enn CTL hunner (P = 0,0103), EE2 eksponerte menn (P <0,0008), og øvre og middels dose BPA menn (P = 0,03, P = 0.02, henholdsvis). CTL menn, derimot, viste lignende svar som lav dose BPA hanner og EE2 hunner (P> 0,05). I motsetning til dette hadde EE2 hunner decreased latensperioder over prøveperioden enn EE2 utsatte menn (p = 0,0013). Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM. Tilpasset med tillatelse fra Jasarevic et al. 13 Klikk her for å se større bilde .

Figur 9
Figur 9. Developmental eksponering av mannlige og kvinnelige hjort mus til BPA og EE2 (samme gruppene som i figur 3) på rømnings feil. A) Hanner. B) Kvinner. CTL hanner demonstrerte om lag halvparten av antall feil eller oppføringer i feil hull i forhold til CTL hunner (P = 0.0002) og EE2 menn (P = 0,02). Videre CTL hanner begått færre feil enn øvre dose BPA menn (p =0,02), men var ikke forskjellig i feilrate (P> 0,05) fra enten middels eller lav dose BPA hanner. På den annen side, EE2 hunner vist en masculinized respons slik at denne gruppen hadde den samme feilrate som CTL hanner og redusert feil (P = 0,002) enn EE2 hanner. Midt dose BPA utsatte kvinner viste også færre feil enn lav dose BPA og CTL hunner (P = 0,0005 og 0,01, henholdsvis). Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM. Tilpasset med tillatelse fra Jasarevic et al. 13 Klikk her for å se større bilde .

Fig. 10
Figur 10. Søkestrategier av mannlige og kvinnelige California mus i Barnes labyrint testing. Søkestrategier are fargekodet: random (gul), seriell (grønn), og direkte (svart). I løpet av syv dagers testperioden, var det ingen signifikante effekter av giftstoffet eller sex på søkestrategi bruk for disse dyrene. Tilpasset med tillatelse fra Williams et al. 10 Klikk her for å se større bilde .

Figur 11
Figur 11. Ventetid for å finne flukten buret og unnslippe feil i Barnes labyrint testing for menn (A & C) og kvinnelige (B & D) Californias mus (samme gruppene som i figur 6). A og B) Ventetids. C og D) Escape feil . I løpet av syv dagers testperioden, var det ingen betyde lig effekten av giftstoffet eller sex på søkestrategi bruk for disse dyrene. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM. Tilpasset med tillatelse fra Williams et al. 10 Klikk her for å se større bilde .

Fig. 12
Figur 12. Latency å finne flukten bur for mannlige og kvinnelige Sprague-Dawley rotter vurderes dager etter fødsel 47-51 (1 rettssaken / dag). På den siste dagen (dag 5), ble flukten buret flyttet 180 ° fra sin opprinnelige plassering. Kvinner viste signifikant kortere ventetider enn menn og ventetider på dager 2-5 var betydelig kortere enn ventetid på dag en. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "target =" _blank "> Klikk her for å se større bilde.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trinn i Barnes maze testprosedyrer inkluderer: 1) å gi riktig mildt aversive stimulus for å motivere dyret for å finne flukten bur, 2) å sikre enhetlige betingelser er opprettholdt på tvers av dyreforsøk (f.eks test tid, testing personell, ekstern støy kontroll, og andre stimuli som kan påvirke ytelsen), 3) dersom forsøkene er videoen spilt inn, optimalisere og sikre forsvarlig videoopptak og fil opp igjen, og 4) rengjøring av labyrinten med 70% etanol for å fjerne olfactory signaler mellom studier.

Identifisere de beste stimuli for å motivere faget å finne flukten buret kan kreve noen modifikasjoner og / eller feilsøking. Den typiske stimulans er lys belysning overhead. Dette kan imidlertid ikke være tilstrekkelig for noen arter. Selv om bare bemerket anekdotisk av oss, rotter som har blitt omfattende atferdsmessig vurdert (og derfor i stor grad håndteres) synes mindre motivert under standard BArnes labyrint forhold, sannsynligvis fordi de blir mer føyelig og tilvent forskjellige apparater og / eller miljøer. Auditive stimuli (f.eks predator lyder) kan vurderes, men dette begrenser muligheten til å tilvenne samtidig andre dyr til testing rommet. Andre stimuli som har vært brukt med hell inkluderer overhead fans til å lede luft på labyrinten topp 57,58 eller endre Barnes labyrint å være appetitive, i stedet for motvilje 56.

Extra-labyrint visuelle signaler er normen for Barnes labyrint testing med rotter. I typiske laboratoriemusearter, har det vært antydet at ekstra-labyrint pekepinner kan gi bedre resultater enn intra-labyrint pekepinner 59,60. Imidlertid kan hjort mus lykkes med å bruke intra-labyrint pekepinner for å finne flukten bur og ikke lykkes konvertere over testperioden til bruk av direkte søk strategi 8,9. Dessuten forhindrer en yttervegg dyrene fra å falle eller hoppe fra labyrinten. Som California mus er lettere å håndtere og omtrent 2-3x større enn hjorte mus, andre har med hell testet denne arten i Barnes labyrinten uten bruk av en vegg 40,61. Imidlertid labyrinten i dette tilfellet var mindre (65 cm i diameter) med 16 hull som ble plassert mer innover (1,3 cm).

Metodisk, det er små detaljer som kan påvirke Barnes labyrint prosedyre og intrepretation av resultatene. Labyrinten toppen for gnagere er relativt stor, og testrommet må være stor nok til å tillate testeren for å bevege seg fritt rundt i labyrinten. Plassere labyrinten i et hjørne er ikke anbefalt som testeren må være i stand til å bevege seg rundt omkretsen å hente rotta og plasser flukt bur på riktig sted. Angst nivåer av gnager, noe som gjenspeiles av økt plasma corticosterone konsentrasjon 44, blir forhøyet under testing og ytre stimuli kan forverre. Gnagere vanligvis fryse på plutselige auditive stimuliog således er det viktig at testomgivelsene ikke ligger i støyende området. Fordi dette kan være en lang vurdering på en gitt dag, og på tvers av dager, kan det være utfordrende for testeren å forbli oppmerksomme på rettssaken, men det er viktig direkte oppmerksomhet til emnet atferd. Av denne grunn, og for å unngå biologiske effekter på ytelse, er det optimalt å teste et begrenset antall dyr for en utvalgt vindu av tid (f.eks i morgen eller ettermiddag) på en gitt dag. Endelig kan lukt av etanol være motvilje til emnet, selv om dette ikke har vært eksplisitt testet. Flere rømnings bur og flere falske bunner er foreslått slik at merdene har tid til å lufttørke etter å ha blitt sprayet med etanol.

De viktigste fordelene med Barnes labyrinten er dens brukervennlighet i forhold til andre labyrint typer og de ekstra endepunkter som kan oppnås som kan gi en mer helhetlig vurdering av eksperimentelt indusert impairmentene. I tillegg kan dette tørt land labyrint bedre rekapitulere det naturlige miljø for landlevende gnagere. Multiday testperioden kunne gi mer robust tegn på endret ytelse, som dokumentert av ventetid, feilrate, og konvertering i løpet av testing fra en ineffektiv søkestrategi (tilfeldig eller seriell) til et direkte søk strategi.

Resultater fra Barnes labyrint kan verifiseres med andre tester av romlige navigasjon. I tillegg er det viktig å fastslå at potensielle Barnes labyrint vansker er ikke et resultat av endringer i angst, aktivitet, eller motoriske evner. Dermed kan resultatene av angst og / eller bevegelses vurderinger, slik som forhøyet pluss labyrint eller åpne feltet atferd, avgjøre om Barnes labyrint Nedskrivningene reflekterer sanne endringer i romlig navigasjon. Imidlertid kan felles murine tester av angst ikke alltid være prediktiv av Barnes labyrint ytelse 44. Hvis sann romlige navigasjons endringer er til stede, molecular, kan histopatologiske, elektrofysiologiske, eller synaptogenic endringer være tydelig i hippocampus, entorhinal cortex, eller andre kortikale områder, som de områder av hjernen ser ut til å styre denne læring og hukommelse respons 62-64.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Dette dokumentet er gjennomgått i henhold til United States Food and Drug Administration (FDA) politikk og godkjent for publisering. Godkjenning betyr ikke at innholdet nødvendigvis reflektere synspunkt eller meninger av FDA heller ikke omtale av varemerker eller kommersielle produkter utgjør støtte eller anbefaling til bruk. Funnene og konklusjonene i denne rapporten er de av forfatterne, og representerer ikke nødvendigvis synspunktene til FDA. Forfatterne har ingen konkurrerende interesser og ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne erkjenner Mr. Eldin Jasarevic, Mr. Scott Williams, Mr. Roger W. Meissen, Sarah A. Johnson, Dr. R. Michael Roberts, Dr. Mark R. Ellersieck, og Dr. David C. Geary ved Universitetet i Missouri, og Mr. C. Delbert Law og dyr omsorg ansatte ved National Center for toksikologi Research / FDA. Dette arbeidet ble støttet av en NIH Challenge Grant til Grant til CSR (RC1 ES018195), en Mizzou Advantage Grant til (CSR og DCG), en University of Missouri College of Veterinary Medicine fakultetet award (CSR), og protokoll E7318 ved Nasjonalt Senter for toksikologi Research / FDA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NOTE: Those items that are for small rodents only are bolded. Those items that are for large rodents only are italicized. Items neither bolded nor italicized are for both.
Barnes Maze platform with 12 or 20 escape holes every 30°. For rats, each hole is 10.5 cm in diameter and 4 cm from the maze top edge. For use with automated tracking programs, a black top for white rodents or a white top for pigmented rodents is needed. For mice and rats, this circular top is 95 and 122 cm in diameter, respectively. US Plastics Corp, Lima, OH 42625 This is the top of the Barnes Maze and the surface that the rodent is placed upon. It can be constructed from a variety of materials (e.g., Plexiglas), but for endocrine disruptor work, polypropylene BPA-free material is optimal. One of the holes leads to the an escape cage; all other holes are blind-ending or false-bottomed. For the rat maze, small slides on the underside of the maze platform allow the escape cage and false bottoms to slide in.
2 in Polypropylene pipe plug (24)
2 in 90° Black polypropylene elbow (12)
2 in x 6 in Polypropylene pipe nipple (1)		 US Plastics Corp, Lima, OH 30724
32086
30712		 These are only necessary for the small rodent (e.g. mouse) Barnes Maze. These adaptations are either blind-ending tubes/elbows or one of the tubes is connected to the pipe nipple that then leads to the escape cage.
False bottoms for rat Barnes Maze These were custom made of ABS plastic and vacuum molded for the rat maze apparatus.
Circular aluminum wall/barrier (50 cm high) around the maze Ace Hardware, Columbia, MO In the case of small rodents (e.g., mice), this barrier prevents them from falling off the maze; the rat apparatus generally does not require this. The wall may not be needed for laboratory mice that are relatively tame.
Support stand for maze platform top US Plastics Corp, Lima, OH 42625 The stand supports the maze platform top such that it is elevated above the floor (typically, 70-100 cm) to motivate the rodent to locate the escape cage. The stand can be constructed of any material.
White noise SleepMate Sound Conditioner,
Marpac, Rocky Point, NC		 980A Background noise may be used to block out peripheral acoustic cues that may confound Barnes Maze testing across trials and animals
Light fixtures and 300-500 W bulbs encased in aluminum shells. For example, Utilitech 500 W halogen portable work lights. Ace Hardware or Lowes Bright lights provide a mildly aversive stimulus which motivate the rodent to locate the escape cage. The lights are generally suspended ~150 cm above the maze top.
Escape cage. For small rodents, this can be a polypropylene cage (27.8 cm x 7.5 cm x 13 cm). Ancare, Bellmore, NY N40 PP The rat escape cage here was custom built and has a ramp leading into the escape cage.
Opaque tube (rats only) (27 cm diameter; 23 cm height) with a piece of thick cardboard to cover the top. The tube is placed in the center of the maze and the rat is placed into the tube from the top which is covered with the cardboard. A handle on the outside of the tube allows easier lifting of the tube, which then begins the trial. The tube can be constructed of any material, but should be opaque.
High resolution video camera (e.g., Panasonic Digital Video Camera) Panasonic, Secaucus, NJ ICV19458 The video camera is positioned overhead and records trials for later analysis.
Extra- or intra-maze geometric cues made of high quality cardboard construction paper any office supply store, such as Staples These visual cues orient the animal within the maze environment, providing cues as to the spatial location of the escape cage; in rats, extra-maze cues on the walls work well, whereas in small rodents that require a wall around the maze, intra-maze cues must be used.
Black curtain to surround the maze (small rodents only) any fabric and crafts store, such as Jo-Ann Fabrics A black curtain is used in small rodents (especially wild species, e.g. Peromyscus) to maintain attention within the maze confines.
70% Ethanol Fisher Scientific BP2818-4 After each trial, the maze top and escape cage are cleaned to eliminate potential odor cues for consecutively tested rodents.
Tracking software program, such as Ethovision, and computer with appropriate video card and substantial (1 TB or more) hard-drive space. Alternatively, videos can be recorded directly to the computer for later analysis using a program such as Win TV (Hauppauge Computer Works, Inc.). Noldus (Leesburg, VA) Tracking software is required to analyze trials for latency to locate the escape cage, velocity, distance traveled, time spent resting, time spent moving, time spent in the correct versus incorrect quadrants, time spent around the escape hole, number of errors or entries into incorrect holes, and overall search strategy employed to find the escape cage.
External hard drives, such as Seagate or WD, with a minimum 1-2 TB of memory Any office supply store, such as Staples. Videorecordings should be backed up in at least one separate location.
Videorecording program, e.g. WinTV program Hauppauge Computer Works, Inc.,
Hauppauge, NY		 If tracking software is not available at the time of the testing,
the trials should be video-recorded for later analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tolman, E., Gleitman, H. Studies in spatial learning: place and response learning under different degrees of motivation. J. Exp. Psychol. 39, 653-659 (1949).
  2. Olton, D. S., Papas, B. C. Spatial memory and hippocampal function. Neuropsychologia. 17, 669-682 (1979).
  3. Stewart, S., Cacucci, F., Lever, C. Which memory task for my mouse? A systematic review of spatial memory performance in the Tg2576 Alzheimer's mouse model. J. Alzheimers Dis. 26, 105-126 (2011).
  4. Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. Assessment of spatial memory in mice. Life Sci. 87, 521-536 (2010).
  5. Brown, W. The effects of intra-maze tetanizing shock upon the learning and behavior of the rat in a multiple-T maze. J. Genet. Psychol. 76, 313-322 (1950).
  6. Morris, R. Development of a water-aze procedure for studying sptial learning in the rat. J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).
  7. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 93, 74-104 (1979).
  8. Jasarevic, E., Williams, S. A., Roberts, R. M., Geary, D. C., Rosenfeld, C. S. Spatial navigation strategies in Peromyscus: a comparative study. Anim. Behav. 84, 1141-1149 (2012).
  9. Jasarevic, E., et al. Disruption of adult expression of sexually selected traits by developmental exposure to bisphenol A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 11715-11720 (2011).
  10. Williams, S. A., et al. Effects of developmental bisphenol A exposure on reproductive-related behaviors in California mice (Peromyscus californicus): A monogamous animal model. PLoS ONE. 8, (2013).
  11. Ferguson, S. A., Law, C. D., Abshire, J. S. Developmental treatment with bisphenol A causes few alterations on measures of postweaning activity and learning. Neurotoxicol. Teratol. 34, 598-606 (2012).
  12. Popovic, N., Madrid, J. A., Rol, M. A., Caballero-Bleda, M., Popovic, M. Barnes maze performance of Octodon degus is gender dependent. Behav. Brain Res. 212, 159-167 (2010).
  13. Jasarevic, E., et al. Sex and dose-dependent effects of developmental exposure to bisphenol A on anxiety and spatial learning in deer mice (Peromyscus maniculatus bairdii) offspring. Horm. Behav. 63, 180-189 (2013).
  14. Brown, S., Strausfeld, N. The effect of age on a visual learning task in the American cockroach. Learn. Mem. 16, 210-223 (2009).
  15. Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata. Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).
  16. Ladage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. Spatial memory: are lizards really deficient. Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).
  17. Languille, S., Aujard, F., Pifferi, F. Effect of dietary fish oil supplementation on the exploratory activity, emotional status and spatial memory of the aged mouse lemur, a non-human primate. Behav. Brain Res. 235, 280-286 (2012).
  18. Patil, S. S., Sunyer, B., Hoger, H., Lubec, G. Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water. Behav. Brain Res. 198, 58-68 (2009).
  19. Koopmans, G., Blokland, A., van Nieuwenhuijzen, P., Prickaerts, J. Assessment of spatial learning abilities of mice in a new circular maze. Physiol. Behav. 79, 683-693 (2003).
  20. Holmes, A., Wrenn, C. C., Harris, A. P., Thayer, K. E., Crawley, J. N. Behavioral profiles of inbred strains on novel olfactory, spatial and emotional tests for reference memory in mice. Genes Brain Behav. 1, 55-69 (2002).
  21. Youn, J., et al. Finding the right motivation: genotype-dependent differences in effective reinforcements for spatial learning. Behav. Brain Res. 226, 397-403 (2012).
  22. Barrett, G. L., Bennie, A., Trieu, J., Ping, S., Tsafoulis, C. The chronology of age-related spatial learning impairment in two rat strains, as tested by the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 533-538 (2009).
  23. Prut, L., et al. Aged APP23 mice show a delay in switching to the use of a strategy in the Barnes maze. Behav. Brain Res. 179, 107-110 (2007).
  24. Kennard, J. A., Woodruff-Pak, D. S. Age sensitivity of behavioral tests and brain substrates of normal aging in mice. Front. Aging Neurosci. 3, 9 (2011).
  25. Stouffer, E. M., Yoder, J. E. Middle-aged (12 month old) male rats show selective latent learning deficit. Neurobiol. Aging. 32, 2311-2324 (2011).
  26. Barreto, G., Huang, T. T., Giffard, R. G. Age-related defects in sensorimotor activity, spatial learning, and memory in C57BL/6 mice. J. Neurosurg. Anesthesiol. 22, 214-219 (2010).
  27. Barnes, C. A., McNaughton, B. L. An age comparison of the rates of acquisition and forgetting of spatial information in relation to long-term enhancement of hippocampal synapses. Behav. Neurosci. 99, 1040-1048 (1985).
  28. Bach, M. E., et al. Age-related defects in spatial memory are correlated with defects in the late phase of hippocampal long-term potentiation in vitro and are attenuated by drugs that enhance the cAMP signaling pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 5280-5285 (1999).
  29. O'Leary, T. P., Brown, R. E. Visuo-spatial learning and memory deficits on the Barnes maze in the 16-month-old APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer's disease. Behav. Brain Res. 201, 120-127 (2009).
  30. Reiserer, R. S., Harrison, F. E., Syverud, D. C., McDonald, M. P. Impaired spatial learning in the APPSwe + PSEN1DeltaE9 bigenic mouse model of Alzheimer's disease. Genes Brain Behav. 6, 54-65 (2007).
  31. Yassine, N., et al. Detecting spatial memory deficits beyond blindness in tg2576 Alzheimer mice. Neurobiol. Aging. 34, 716-730 (2013).
  32. Walker, J. M., et al. Spatial learning and memory impairment and increased locomotion in a transgenic amyloid precursor protein mouse model of Alzheimer's disease. Behav. Brain Res. 222, 169-175 (2011).
  33. Banaceur, S., Banasr, S., Sakly, M., Abdelmelek, H. Whole body exposure to 2.4 GHz WIFI signals: effects on cognitive impairment in adult triple transgenic mouse models of Alzheimer's disease (3xTg-AD). Behav. Brain Res. 240, 197-201 (2013).
  34. Fedorova, I., Hussein, N., Baumann, M. H., Di Martino, C., Salem, N. An n-3 fatty acid deficiency impairs rat spatial learning in the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 196-205 (2009).
  35. King, M. R., Anderson, N. J., Guernsey, L. S., Jolivalt, C. G. Glycogen synthase kinase-3 inhibition prevents learning deficits in diabetic mice. J. Neurosci. Res. 91, 506-514 (2013).
  36. Enhamre, E., et al. The expression of growth hormone receptor gene transcript in the prefrontal cortex is affected in male mice with diabetes-induced learning impairments. Neurosci. Lett. 523, 82-86 (2012).
  37. Agrawal, R., Gomez-Pinilla, F. Metabolic syndrome' in the brain: deficiency in omega-3 fatty acid exacerbates dysfunctions in insulin receptor signalling and cognition. J. Physiol. 590, 2485-2499 (2012).
  38. Li, J., Deng, J., Sheng, W., Zuo, Z. Metformin attenuates Alzheimer's disease-like neuropathology in obese, leptin-resistant mice. Pharmacol. Biochem. Behav. 101, 564-574 (2012).
  39. Teixeira, A. M., et al. Exercise affects memory acquisition, anxiety-like symptoms and activity of membrane-bound enzyme in brain of rats fed with different dietary fats: impairments of trans fat. Neuroscience. 195, 80-88 (2011).
  40. Steinman, M. Q., Crean, K. K., Trainor, B. C. Photoperiod interacts with food restriction in performance in the Barnes maze in female California mice. Eur. J. Neurosci. 33, 361-370 (2011).
  41. Walton, J. C., et al. Photoperiod-mediated impairment of long-term potention and learning and memory in male white-footed mice. Neuroscience. 175, 127-132 (2011).
  42. Wong-Goodrich, S. J., et al. Voluntary running prevents progressive memory decline and increases adult hippocampal neurogenesis and growth factor expression after whole-brain irradiation. Cancer Res. 70, 9329-9338 (2010).
  43. Holscher, C. Stress impairs performance in spatial water maze learning tasks. Behav. Brain Res. 100, 225-235 (1999).
  44. Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behav. Brain Res. 198, 247-251 (2009).
  45. Sunyer, B., Patil, S., Hoger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in mice. Nat. Protoc. , (2007).
  46. Takeuchi, H., et al. P301S mutant human tau transgenic mice manifest early symptoms of human tauopathies with dementia and altered sensorimotor gating. PLoS ONE. 6, (2011).
  47. Mathis, C., Bott, J. B., Candusso, M. P., Simonin, F., Cassel, J. C. Impaired striatum-dependent behavior in GASP-1-knock-out mice. Genes Brain Behav. 10, 299-308 (2011).
  48. Lewejohann, L., et al. Role of a neuronal small non-messenger RNA: behavioural alterations in BC1 RNA-deleted mice. Behav. Brain Res. 154, 273-289 (2004).
  49. Raber, J., et al. Radiation-induced cognitive impairments are associated with changes in indicators of hippocampal neurogenesis. Radiat. Res. 162, 39-47 (2004).
  50. Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learn. Mem. 13, 809-819 (2006).
  51. Vorhees, C. V. Methods for detecting long-term CNS dysfunction after prenatal exposure to neurotoxins. Drug Chem. Toxicol. 20, 387-399 (1997).
  52. Steel, R. G. Principles and Procedures of Statistics: A Biometrical Approach 3rd edn. , McGraw-Hill Higher Education. 400-428 (1996).
  53. Galea, L. A., Kavaliers, M., Ossenkopp, K. P. Sexually dimorphic spatial learning in meadow voles Microtus pennsylvanicus and deer mice Peromyscus maniculatus. J. Exp. Biol. 199, 195-200 (1996).
  54. Gubernick, D. J., Teferi, T. Adaptive significance of male parental care in a monogamous mammal. Proc. Biol. Sci. 267, 147-150 (2000).
  55. Gubernick, D. J., Alberts, J. R. The biparental care system of the California mouse, Peromyscus californicus. J. Comp. Psychol. 101, 169-177 (1987).
  56. Williams, M. T., et al. Long-term effects of neonatal methamphetamine exposure in rats on spatial learning in the Barnes maze and on cliff avoidance, corticosterone release, and neurotoxicity in adulthood. Brain Res. Dev. Brain Res. 147, 163-175 (2003).
  57. Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicol. Teratol. 22, 547-557 (2000).
  58. Pompl, P. N., Mullan, M. J., Bjugstad, K., Arendash, G. W. Adaptation of the circular platform spatial memory task for mice: use in detecting cognitive impairment in the APP(SW) transgenic mouse model for Alzheimer's disease. J. Neurosci. Methods. 87, 87-95 (1999).
  59. O'Leary, T. P., Brown, R. E. The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze. J. Neurosci. Methods. 203, 315-324 (2012).
  60. O'Leary, T. P., Brown, R. E. Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze. Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).
  61. Bredy, T. W., Lee, A. W., Meaney, M. J., Brown, R. E. Effect of neonatal handling and paternal care on offspring cognitive development in the monogamous California mouse (Peromyscus californicus). Horm. Behav. 46, 30-38 (2004).
  62. Foster, D. J., Knierim, J. J. Sequence learning and the role of the hippocampus in rodent navigation. Curr. Opin. Neurobiol. 22, 294-300 (2012).
  63. Lipton, P. A., Eichenbaum, H. Complementary roles of hippocampus and medial entorhinal cortex in episodic memory. Neural. , 258-467 (2008).
  64. Wolbers, T., Hegarty, M. What determines our navigational abilities. Trends Cogn. Sci. 14, 138-146 (2010).

Tags

Atferd romlig navigasjon rotter Peromyscus mus intra-og ekstra-labyrint pekepinner læring hukommelse ventetid søkestrategi rømme motivasjon
Barnes Maze Testing Strategies med små og store gnager modeller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A.… More

Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models. J. Vis. Exp. (84), e51194, doi:10.3791/51194 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter