Summary
פרוטוקול זה מודד מרחבי למידה וזיכרון באמצעות המבוך בארנס. פרדיגמה עלמה במצוקה הרומן משמשת להערכת פעילות גינקולוגיות והתנהגות פרוסוציאלית בעכברים.
Abstract
המבוך בארנס הוא מדד אמין של מרחבי למידה וזיכרון שאינה דורשת הגבלת מזון או חשיפה לגירויים מלחיצים ביותר. המבוך בארנס יכול גם להעריך התנהגויות העכבר אחרות, כגון מוטיבציה כדי להימלט מן המבוך פלטפורמה לניתוח התנהגות. המבוך בארנס יכול למדוד אם מוטציה גנטית או משתנה סביבתי יכול להשפיע על רכישה ומכירה השמירה של זיכרונות המרחבי, כמו גם לספק מידע אודות האסטרטגיה חיפוש מועסק על ידי העכברים. כאן אנו משתמשים המבוך בארנס כדי לזהות גרעון הזיכרון בעכברים מבוגרים בעקבות אירוע חשיפה אתנול התפתחותית יחיד. הפרדיגמה עלמה במצוקה שתואר לאחרונה חושף עכבר זכר נקבה לעכבר לכוד בתוך חדר בשטח הפתוח ' מרכז ' ארנה. הוא מספק הזדמנות עבור העכבר חברתית להגיב הנקבה לכוד, שהפגינו התנהגות פרוסוציאלית. הפרדיגמה עלמה במצוקה יכול לשמש גם כדי לבחון התנהגות העכבר בפעילות הרומן ארנה ולמדוד גינקולוגיות. המבוך בארנס והן את הפרוטוקולים עלמה במצוקה לדרוש השקעה פיננסית מינימלית, רוב ההיבטים של הבדיקות ניתן לבנות מהאספקה מעבדה נפוץ. כלים אלה גמישים ונגישים יכולים לשמש גם כדי לזהות שינויים התנהגותיים במהלך הפיתוח.
Introduction
המטרה של פרוטוקול זה נועד למדוד המרחבי בלמידה ובזיכרון בעכברים באמצעות מבוך בארנס, כמו גם התגובה החברתית ומכניקה באמצעות הפרדיגמה עלמה במצוקה. נפוץ מרחבי למידה וזיכרון בדיקות עבור מכרסמים כוללים את המבוך זרוע רדיאלית, אשר מודד את היכולת של עכבר למצוא סמויות למזון ביד אחת של מנגנון מולטי-spoked, מבוך מים מוריס, שממקם עכבר גדול או בריכת מים, מעריך כמה זמן לוקח למצוא פלטפורמה מוסתר מתחת למים. בדרך כלל, אימונים אלו פרדיגמות משתרע על פני מספר ניסויים ומאפשרת מדידת שניהם למידה רכישה המחירים ושמירה דרך לטווח קצר וניסויים זיכרון לטווח ארוך.
למרות רדיאלי מסעדים מבוך של מבוך המים מוריס דרכים אמין לבדוק זיכרון מכרסמים, הם מציגים סיבוכים יש חוקרים. שני מבוכי להשתמש קיפוח או גירויים aversive חזק כמו חיזוק1. מבוך זרוע רדיאלית משתמש מניעת מזון כדי להבטיח כי מכרסמים מוטיבציה למצוא גמול מזון. במבוך המים מוריס, ההשפעות של הלחץ הנגרם על ידי שחייה בכפייה עשוי לשנות תוצאות עכברים2.
המבוך בארנס הוא משימה אלטרנטיבית סדנאות והרצאות הדורשת מכרסמים ללמוד את המיקום של חור כדי לברוח מבוך בהיר, פתוח משטח3. גירוי aversive חלש (אור או קול) מוחל אז כדי להגדיל את הסבירות עכברים ימלט מן הרציף. המבוך בארנס לא דורשת מניעת מזון, אז הסכום של הכנת בעלי חיים הוא פחות מבוך זרוע רדיאלית. זה יכול לשמש ללא התנגשות על-ידי החוקרים לחקור התנהגויות או מולקולות הקשורים אכילה, ויסות הורמונלי או מסלולים ההיפותלמוס.
המבוך בארנס יש גם יתרונות על פני מבוך המים מוריס. . זה פחות מלחיצה המבוך המים מוריס, גורם רמות גבוהות פחות של corticosterone עכברים4. בנוסף, זה הרבה יותר פשוט להרכיב ודורש שטח ייעודי פחות במהלך הליך בדיקה, אחסון.
עלמה במצוקה וזמינותו היא בניסוי שני חלקים פשוט זה יכול להעריך פעילות גינקולוגיות ואחריו התנהגות פרוסוציאלית. עלמה במצוקה וזמינותו נועד להעריך התנהגויות גישוש ואת ההיענות החברתית של מכרסם זכר בתגובה מכרסם הנשי כלואה. שיטה הנפוצה להערכת גדושה (כמו גם העדפה לחדשנות חברתית) הוא השימוש של הבדיקה 3-הקאמרית גדושה של קראולי, הבודק את הבחירה החופשית של עכבר לבלות קרוב או רחוק אחרים עכברים5.
בדומה הבדיקה 3-הקאמרית גדושה של קראולי, וזמינותו עלמה במצוקה גם מודד הבחירה החופשית לגבי איך לבלות בנוכחות אחר העכבר, אבל הוא מספק גם מידות עבור היבטים עמוקים יותר של תפקוד חברתי: 1), עלמה במצוקה assay, העכבר הנשי לכוד מתקיים במרכז שדה פתוח, אז סלידה פוטנציאלי של הזכר שדה פתוח הוא מגולענים נגד את הכונן שלו מבחינה חברתית לחקור או לחקור אישה במצוקה conspecific. 2) דגם עלמה במצוקה מספק גם דרך להערכת התנהגות פרוסוציאלית אמפתי בתגובה העכבר לכוד, אשר לא היה לעתים קרובות חקר בעכברים.
אמפתיה בבעלי חיים הוא בהחלט הנצפה וניתנת למדידה, אבל לא הרבה פרדיגמות קיימות למטרה זו. לדוגמה, אצל חולדות, זוג הלכודים בכלוב יכול לגרום למצב של מוטיבציה פרוסוציאלית, איפה חולדות יפעלו כדי לשחרר את החיה לכודה. למעשה, חולדות בוחר לעזור החיה לכודה אפילו לפני פתיחת מיכל דומה המכיל חטיף שוקולד, ואז לגשת השוקולד ולשתף אותו עם עכברוש עתה פריד6.
מדדים של אמפתיה בעכברים כרוך בדרך כלל על גרימת כאב; אכן, עכברים, לצפות אחרים עכברים מכאבים רגישים יותר לכאב עצמם7,8. מתח איפוק הוא תופעה מאופיין מכרסמים, יש כבר בשילוב עם הלם כדי לבחון תגובות הלחץ, כאמצעי אחד האמפתיה עכברים9,10.
ישנם שיקולים אתיים המשויכות כאב מושרה או הלם, כך חלופות בתדר מתח נדרשים. פיתחנו את הפרדיגמה עלמה במצוקה כאמצעי של התנהגות אמפתי בהיעדרו של כאבים או טיפול בהלם. העכברים לכוד בתוך פרוטוקול עלמה במצוקה שלנו מראים סימנים עבירה של מצוקה לאחר מספר רגעים בלבד כפי שהם לא מסוגלים להסתובב בתוך המיכל קטנה, ובכל זאת הם לא נפגע תוך מתן הזדמנות עבור עכברים אחרים להגיב על המצוקה שלהם.
כדי להתחיל את ההערכה עלמה במצוקה, עכבר זכר מונחת בזירה רומן גדול המכיל גליל מרכזי ריק קטן. התנהגויות גישוש נרשמים למשך מספר דקות, כולל כמה חלקים בזירה נרשמו כמה זמן שהית ברחבה המרכזית. שיטה זו מספקת דרך מהירה וקלה כדי לשלול גירעונות גינקולוגיות בתור confounder פוטנציאלי במצב למידה הדורש תנועה מתואמת על סיומו המוצלח. הוא גם מספק מידה בסיסיות של כמה סלידה מרכז המגרש קיים. בשני אמצעים יכול להשפיע על ביצועי מבוך בארנס.
בעקבות חקר הראשונית, הזכר מוסר מן הזירה, עכבר הנשי נמצא במחלקה סגור, קטן ברור המרכזית גליל (דומה לזה המשמש לאיסוף דם של עכברים). לאחר מכן, מופיעה שוב את העכבר הזכר המקורי אל תוך הזירה, התנהגות גישוש הוא הבקיע שוב. הפרדיגמה עלמה במצוקה מעריך אם עכבר הוא מעוניין אינטראקציה חברתית המבוססת על שינויים בדפוסי התנהגות כאשר אישה לכודה קיים (שבוים על ידי time ב מרכז הריבוע ומספר פרקים לחפור), ולבדוק אם העכבר תערוכות התנהגות פרוסוציאלית כלפי הנקבה לכודה (שבוים על ידי כמות גליל חקירות ואירועים קשר עם הנקבה לכוד). עלמה במצוקה וזמינותו ניתן למדוד נטייה לחדשנות חברתית (בדומה למבחן חברותיות שלוש-הקאמרית של קראולי) בהתאם אם חוקרים מלכודת עכבר מוכר או רומן.
יחד, מבוך בארנס וניסויים עלמה במצוקה לאפשר הערכה מדויקת של העכבר תגובתיות חברתיות ויכולות למידה בהעדר גירויים מלחיץ מאוד. כמו עם כל מבחני התנהגות, ניסויים אלה צריכה להתבצע ברגישות רבה לקראת החוויה בעלי חיים, למזער את אי הנוחות מנוסים על ידי החיה.
כמו רוב מבוכים, הבדלים בפעילות גינקולוגיות עשויים להשפיע את הביצועים על המבוך בארנס, אז החוקרים צריכים גם להעריך את פעילות גינקולוגיות, במיוחד בעת שימוש המבוך בארנס להערכת למידה אצל עכברים עם מוטציות עשוי לפגום תנועה (כגון אלה שנמצאו במודלים של העכבר מחלת הנטינגטון, או אלו שנחשפו רעלנים עלולה לגרום היפראקטיביות או מפגר התנועה, כגון אתנול). בנוסף, מבוך משטחים קאמרית שצריך לנקות ביסודיות, מצעים שונה בין כל בעל חיים כדי להימנע cue הריח מבלבל.
חשוב, יכול להיות מפוברק כל החומרים באתר עם השקעה פיננסית מינימלית, טביעת רגל פיזי קטן של מבחני אלה אומר כי ניסויים אלה ניתן לשכפל כמעט בכל סביבה, המאפשרות גמישות רבה. סוג זה של נגישות מאפשרת מדע טוב שיש לבצע במוסדות קטנים יותר עם משאבים מוגבלים או במצבים איפה הטייס הנתונים צריך להיות שנאספו במהירות בהיעדר תמיכה ניכרת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של המכללה האמפדן סידני או מכללת רנדולף-מייקון (איפה עבודה בעבר בוצעה).
1. יסוד לדיור של עכברים
- בית העכברים בכלובים פלסטיק עם ישבנים מוצקים של הצדדים, שכבה של מצעים רכים וקינון חומר כגון לגרוס נייר. להשתמש במצעים המורכבת קלחי תירס גרוס או שבבי עץ ולהבטיח כי המצעים מדי באופן קבוע עבור תברואה.
- לספק גישה למזון, מים ad libitum. החלק העליון של הכלוב פלסטיק בתים קפצן מזון. לוותר על העכבר כראוי ניסח באוכל שלהן מן המזון הופר, מספקים מתקן מים. ודא כי הכלוב העליון כולל מסנן אוויר כדי להגן על עכברים מפני מזהמים חיצוניים.
- לשמור על קצב השעון הביולוגי הטבעי של העכברים על-ידי ביצוע מחזור בהירה-כהה 12 שעות במתקן דיור. התנהלות התנהגותית בדיקות באותו זמן של יום, באופן אידיאלי במהלך מחזור כהה של החיה, כמו למשל בשעות הערב.
הערה: כדאי לשים לב להבחנה עכברים במערך הדיור. שיטות שונות עבור עכברים הבחנה זמינים, כגון אגרופים אוזן, אוזן תגיות הזנב סימונים.
2. בארנס מבוך בדיקות: בנייה
- להשיג לוח עץ עגול 120 ס מ קוטר.
- חותכים חורים עגולים 20 (4.5 ס מ קוטר) מסביב להיקף המעגל. מקם כל חור יהיה 2.5 ס מ מהקצה מבוך ו 13 ס מ חורים שכנות.
- להחלקת המשטחים ולצייר אותם לבן מבריק (צבע בהיר מומלץ).
- הקצאת בצד אחד של הלוח מבוך להכנסה של גביע קטן ווים בערך 2-3 ס מ מן אחד של 20 חורים, מקום שני ווים כל חור (אחד משני צידי כל חור).
- השתמש רדוד שחור (פלסטיק) דיסקים לכיסוי חורים בצד של מבוך עם ווים. השתמש ווים להשיג גומיות עבות כדי להחזיק את הדיסקים על גבי התחתון של המבוך.
- באופן מאובטח הר מבוך בארנס 120 ס מ מעל פני הקרקע, והרחק אובייקטים אחרים באופן דומה גבוה כמו שולחנות או כסאות. תיבת או שרפרף יכול לשמש כדי לתמוך באמצע של המבוך.
- במקום כרזות לבן גדול עם צורה אחת על כל הקיר (משולש, עיגול, קרוס) בתור תוספת-מבוך רמזים משלושה צדדים של המבוך. לשמור על הפוסטרים על הקירות סביב במבוך של כל משפט.
- בצד האחרון של מבוך, להגדיר וילון שחור מוצק כדי להסתיר משקיפים כך ניתן לצרוב נתונים בצורה מדויקת ללא החוקרים להיות גלויים לעין על המבוך עכברים.
- להשעות מצלמת וידאו מעל לזירה עם תצוגה ממעוף הציפור של פני השטח כולו מבוך.
- לנקות כל השטח של המבוך (דיסקים שחור ואת תיבת היעד כלול) עם מים ואז פתרון אתנול 70% לפני ואחרי כל עכבר הניסיון.
- הצב 100 W מקור אור 25 ס מ מעל מרכז של המבוך (הפעלה/כיבוי להתחיל/לסיים משפט), ודאו שיש לכם את הדיסקים ואת ווים מול הרצפה.
הערה: כל האורות האחרים עילי בחדר צריך להיות כבוי במהלך בדיקות. התוספת של יוצר רעש אולטראסוניות תלוי ליד 100 W אור מומלץ. . תכבה את זה להתחיל/לסיים בכל ניסוי.
3. בארנס מבוך בדיקות: נוהל
הערה: ודא כי כל הרכיבים מבוך מנוקים עם מים ו- 70% אתנול פתרון לפני ואחרי בכל ניסוי, המאפשר זמן להתייבש לגמרי לפני בדיקת קורות חיים. ודאו שיש לכם ניקוי ציוד מוכן, כמו גם שעוני עצר על הניסויים.
- בית כל העכברים בקבוצות תוך שימוש שיטת זיהוי אמין. לשמור עכברים מחוץ לחדר בדיקות בעת שהן לא פעיל פועלות על המבוך. זאת על מנת להבטיח שהם לא נתון את רעשן אולטראסוניות בטרם עת.
- להתמודד עם עכברים מאת בעדינות לאסוף ולהחזיק אותם מבסיס של הזנב עם הכפות שמר על היד.
- עבור הדרכה, יש עכברים להפעיל המבוך יומית אחת ליום במשך 7 ימים ברציפות כדי להעריך למידה/רכישה.
הערה: משפט לטווח ארוך בודד יכול להיעשות במועד מאוחר יותר כדי להעריך ושימור הזיכרון. בפרוטוקול הנוכחי מיומן עכברים בגיל ההתבגרות מתחיל ביום כמחנכת 32 ובוצע ניסוי לטווח ארוך במבוגרים-גיל 4 חודשים. - באופן אקראי להקצות את העכבר בכל חור יעד לשימוש לאורך כל תקופת הבדיקה. ניתן לסמן את החורים 1-20 על החלק התחתון של המבוך או מחוץ למתחם מבוך, שבו הם אינם גלויים לעין העכבר במבוך.
- החלף את הדיסק שהוקצתה חור קופסה שחורה קטנה (23 פרק 11 ס מ). בחוזקה לצרף אותו מן המבוך בארנס באמצעות גומיות מחובר ווים הקרוב.
הערה: תיבת היעד הוא רדוד מספיק כך העכבר יכול בקלות לרדת לתוכו או מכילה שלב על מנת להבטיח כי העכבר לא צריך לקפוץ למטה לתוך זה. - הנח את העכבר אל מרכז המבוך מתחת לכוס להסתגלות למשך 30 שניות עד תחילת הבחינה. התחל הקלטת וידאו.
- . תדליק את האור, הידרואקוסטיים ואולטרא סאונד מקרטון הרם את הגביע דרך מנגנון מחרוזת להימנע ממתח הכותרת הראשונית של החיה. טיימר ומתחילים לשבת מאחורי הווילון להתבונן.
- אחרי העכבר נכנס לבור היעד, לכסות את החור עם מאותה הכוס אטום בשימוש בתחילת המשפט או קלסר וכבה את רעשן אולטראסוניות. אם העכבר לא נכנס המטרה לאחר 5 דקות שחלפו, לכלוא את העכבר לתוך החור המטרה.
- ודא שהעכבר נכנס לבור. כאשר העכבר נמצא בתוך תיבת היעד, לכסות את החור וכבה את רעשן. לאפשר את העכבר כדי להישאר בתיבה יעד במשך דקה אחת ללא הפרעה.
- למרות החור המטרה יישאר קבוע עבור כל העכבר לאורך כל תקופת האימונים, להפעיל עכברים אקראי בכל יום על מנת להבטיח כי הם לא עוקבים אחרי כל רמזים/ריחות שהותירו את העכבר הקודם.
4. בארנס מבוך בדיקות: ניתוח נתונים
- במהלך הניסויים מבוך בארנס, הרשומות הבאות תוזמן נתונים: סה כ זמן שהושקע מבוך הזמן למצוא את היעד, זמן להיכנס לחור היעד אם המטרה מוזנים.
- מעקב אחר תנועת הכוללת העכבר כדי לקבוע את מספר השגיאות (מספר של שגוי חורים חקר) של לפני ואחרי המטרה הוא נמצא. גם להקליט את המרחק מן החור המטרה אל החור הראשון חקרו (המרחק נמדד במספר חורים משם), יחד עם כל הבולט לטפח התנהגות.
- מעקב אחר התנועות של כל חיה על פיסת נייר עם דיאגרמה של המבוך במהלך כל המשפט ולהשתמש בה כדי לנתח אסטרטגיות חיפוש, וכן לקבוע את מספר פתחים, היו חקר ברביע מול היעד. השתמש ניתוח וידאו כדי לאשר את הנתיבים.
5. עלמה במצוקה בדיקות: בניית תא הריסון
- לחתוך צילינדר ברורה אורך שווה ¾ האורך של העכבר הנשי מבסיס של הזנב כדי של האף. ודא שהממדים של הגליל כך העכבר בתוך לא יכול להסתובב.
הערה: חתכנו חרוט סוף צינור חרוטי 50 מ ל למטה כדי לבצע צינור ארוך 4 ס מ עבור עכברים בן חודש 1 ו- 8 ס"מ ארוך צינור עבור עכברים בת 4 חודשים. - קאפ בשני הקצוות של הגליל כך אחת משתי אותיות יכול להיות הוסר, חיברתי. 3-4 חורים, כ 0.5 ס מ כל אחת, בתוך כל כובע. ודא החורים גדול מספיק כדי לאפשר אף נגיעה בין עכבר נשימה12.
הערה: לחלופין, התקן עבור העכבר איפוק במהלך איסוף דם יכול לשמש.
6. עלמה במצוקה בדיקות: הכנת בזירה
- ודא כי הזירה אטום טופלס פלסטיק מרובע קופסת 38, 38 ס"מ עם קירות 19 ס מ. למלא את זה בצורה אחידה עם מצעים תירס בגובה של 2.5 ס מ.
הערה: מצעים מקלח מקל אירועים לחפור לזהות. - להשעות מצלמת וידאו מעל הזירה כך מכלול של הזירה הוא בתצוגה.
7. עלמה במצוקה בדיקות: מדד לניתוח התנהגות
- מקם את תא הלחץ סגור וריק למרכז הזירה.
- התחילו להקליט עם המצלמה על תנאי.
- בחר עכבר זכר. אם העכברים מסומנים עבור זיהוי, שים לב הזהות של הזכר הזה; אם לא, לסמן העכבר הזה כך שזה ניתן להבחין לאחר שחזר לכלוב.
- הנח בעדינות את העכבר זכר מתחת לכוס בפינה השמאלית התחתונה בזירה. לאחר 30 שניות, הסר את הגביע דרך מנגנון מחרוזת.
- לאפשר את העכבר כדי לחקור במשך 10 דקות, דואגת להישאר מחוץ שלה שדה ראייה במהלך ההקלטה. בסוף 10 דקות, להסיר את העכבר מן הזירה, להחזיר אותו לכלוב מחזיק 5 דקות הבא12.
- לעצור את ההקלטה ושמור את קובץ הווידאו עם מזהה המתאים.
8. עלמה במצוקה בדיקות: מדד התגובה החברתית
- השתמש את אותו סידור הקלטה של ארנה כמו המדד לניתוח התנהגות.
- בחר עכבר הנשי. אם העכברים מסומנים עבור זיהוי, שים לב הזהות של הנקבה הזו; אם לא, לסמן העכבר הזה כך שזה ניתן להבחין לאחר שמחזירים את הכלוב.
הערה: littermate, חבר כלוב או העכבר הרומן יכול לשמש, בהתאם שאלת המחקר. אם מספר ניסויים מבוצעות, לשמור על סוג קשר הגומלין על פני כל המבחנים. - החזק העכבר הנשי בעדינות בבסיס הזנב, או על ידי ריסון הצוואר, במידת הצורך, להוריד אותו אל החדר איפוק. סגור את הקצה הפתוח מאחורי זה, ודא שהוא אינו מסוגל להסתובב.
הערה: לשקול לבש כפפות עמיד בנשיכה, העכבר הנשי יהיו חסינים מפני כניסה לחדר איפוק. - התחילו להקליט עם המצלמה על תנאי.
- מקום תא הריסון עם העכבר הנשי לכוד בתוך במרכז הזירה אמפתיה ולאפשר הנקבה להסתגלות למשך 10 דקות. לטפל כדי להישאר מחוץ שדה ראייה של הנקבה.
- לאחר העכבר נקבה בבית הבליעה איפוק במשך 5 דקות, במקום העכבר זכר מסומן בחזרה אל תוך הזירה אמפתיה באמצעות תהליך זהה לזה לפני. לאפשר העכבר הזכר של 5 דקות נוספות כדי לחקור את הזירה, שוב מטפל ישארו מחוץ שדה הראייה של העכברים.
- לעצור את ההקלטה ושמור את קובץ הווידאו עם מזהה המתאים.
- בסוף 5 דקות, להסיר את שני העכברים מן הזירה, למקם אותם לתוך הכלובים. להחליף את המצעים. תירס, לחטא הזירה והן תא הלחץ עם אתנול 70%12.
9. עלמה במצוקה בדיקות: ניתוח נתונים
- תוכנת מעקב אחר יכול לשמש, אך ניתן הוידאו גם לנתח באופן ידני. לאחר שקובץ הווידאו אינו גלוי על המחשב, כיסוי סדין שקוף מעל המסך ומיתאר הריבוע של הזירה באמצעות סמן. לחלק את הכיכר ארנה תשעה תאים שווים.
- סקור את נתוני וידאו 5 דקות הראשונות של המדד גישוש ראשוני. להקליט את המספר של תאים חצה (פעילות גינקולוגיות/חוקר התנהגות), הזמן בילה במרכז מרובע של ארנה (סלידה בשטח פתוח), מספר חופר וטיפוח פרקים, מספר פעמים העכבר נגע הריסון מרכז ריק . תא
הערה: ניקוד לא עשה את השני 5 דקות של חקר הראשונית של-10 דקות של הזכר, וגם 10 דקות הנקבה הוא לכוד בתוך החדר המרכזי בהיעדרו של הזכר. - סקור את הנתונים וידאו עבור 5 דקות של המדד התגובה החברתית מיד לאחר שהזכר מופיעה שוב אל תוך הזירה עם הנקבה לכוד. להקליט את אותם נתונים לגבי המדד גישוש ראשוני, אך בנוסף להקליט מספר פעמים העכבר זכר נגע אפים עם העכבר הנשי לכוד.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
המבוך בארנס
כדי להדגים כיצד ניתן להשתמש המבוך בארנס, חקרנו אם החשיפה אתנול מוקדם יחיד גרם לשינוי בלמידה במהלך פיתוח העכבר. C57Bl6/J עכברים הוזרק גם פתרון אתנול 2.5 g/kg (n = 8) או עם תמיסת מלח (n = 6) אחד מהשני, כמחנכת ביום 6 פעמיים, שעתיים. אנחנו מאומנים החיות על המבוך ברנס במהלך גיל ההתבגרות (P30), ואז לבצע ניסוי לטווח ארוך בודד בבגרות (4 חודשים). ניתן לחלק את הנתונים שנאספו שלנו מספר קטגוריות עיקריות: 1) דיוק זמן וקצב שגיאות, כניסה 2) היעד ועל 3) מיפוי הנתיב חקר.
דיוק על ידי הזמן וקצב שגיאות:
מדידות זמן להקיף מספר היבטים חשובים: ההשהיה להגיע הגומה הראשונה (הזמן שלוקח את העכבר כדי לחקור כל הבור הראשון לאחר תחילת המשפט) ימחיש אם העכבר לומד כי זה אמור ללכת למצוא את (חור לברוח איור 1 א'). ההשהיה למצוא את החור המטרה (שבוים על ידי הנמכת הראשונית של האף על פני המטוס של החור המטרה) היא היכולת למצוא את החור הנכון (איור 1B). בכל מפגש, הפעם כדי להפעיל את האימון צריך ירידה, המציין כי בעלי החיים לומדים במבוך.
המספר של קריסקו חקירות (כינה שגיאות) מבצעת העכבר לפני איתור החור הנכון (איור 1C) מציין אם החיה הוא מסוגל ללכת יחסית ישר לחור לברוח היעד. המספר הכולל של פעמים שעכבר בוחנת חור שגוי במהלך המשפט נותן מדד בסיסי של פעילות גינקולוגיות והתנהגות גישוש. (איור 1D). כל העכברים הוכשרו בהצלחה על המבוך בארנס על פני תקופה 7 ימים בדיקות במהלך גיל ההתבגרות (המיוצג כאן טיפולים יומיים בימים כמחנכת 32-39), המצוין על-ידי ירידה שיעור שגיאה זמן למצוא את החור המטרה. היה הבדל סטטיסטי בלמידה בין החיות אתנול וביו -שליטה במהלך תקופת ההכשרה.
קצב המטרה של הפוסט:
ההשהיה למעשה להזין את החור המטרה נפוץ כקריטריונים עבור השלמת מבוך מוצלח, אך ככל הנראה אינו נותן מידע ככל היבטים אחרים של הבדיקה. כניסה לתוך המטרה יכול גם להיות כבש 0 או 1. אם העכבר מזין את המטרה לפני שיעברו 5 דקות, הבדיקות נחשב מוצלח, אבל אם העכבר אינו מזין את המטרה, קלסר או הספר ישמש כדי לכלוא את החיה לתוך המטרה אז הוא חווה את הבטיחות של התא מתחת. הימים האימונים הראשונים, זה צריך להיות צפוי לראות שיעור נמוך של הזנת היעד, חיות לקחת ב-5 הדקות מלאה על המבוך. בימים שלאחר מכן, בדיקה צריך לקחת פחות זמן.
עושה שגיאות מרובות לאחר מציאת המטרה מציינת מוטיבציה נמוכה כדי להזין את תיבת היעד, ייתכן גם לזהות חריגה נוחות עם מצב זה בדרך כלל aversive לעכברים (פלטפורמה מוגבהת, שדה אור, פתוח בהיר, רעש אולטרה סאונד). הבדל משמעותי בין שגיאות שבוצעו לפני למצוא את המטרה ואת המספר הכולל של חור החקירות במהלך משפט מציין המסכן מוטיבציה להיכנס לחדר לברוח היעד (איור 2 א). אם עכברים לא נכנסים החור לברוח היעד לאחר גילוי, אורות בוהקים או רעש יכולים להתווסף למצב בדיקה בתור לגירויים יתמודד במתינות.
בניסוי שלנו, פולט רעש אולטראסאונד נוסף מעל המבוך ביום המבחן 5 כדי להחדיר מוטיבציה נוספת כדי להזין את המטרה. לפני כניסתה של הרעש אולטראסוניות, אין עכברים התייחס מלוחים אי פעם נכנסו המטרה, אבל הכניסות עלה לאחר כניסתה של הרעש. באופן משמעותי יותר עכברים (תמיסת מלח ואתנול בשילוב) נכנסו המטרה על משפט 6 לעומת משפט 4 (t-לבדוק, p = 0.0014) (איור 2B).
מיפוי נתיב:
מיפוי את הנתיב של העכבר יכול לסייע להעריך מידע השמירה ולימוד אסטרטגיות, כמו גם. המרחק בין הגומה הראשונה בחנו את החור המטרה היא אינדיקטור טוב של זיכרון עבור מיקום היעד, כפי זה שירים שבו העכבר הולך ראשון, כמה קרוב הם הם היעד (איור 3 א). אמצעי זה כדי להשתנות בתחילת האימון, אבל החור הראשון ביקר צריך לעבור קרוב יותר אל המטרה העכברים לומדים למיקום היעד.
למרות הבדל סטטיסטי בלמידה נמצא בין החיות אתנול וביו -שליטה במהלך תקופת ההכשרה, כאשר אלו עכברים היו הפעל מחדש כמבוגרים באמצעות משפט ארוך טווח יחיד (בגיל 4 חודשים), החיות הזרקת אתנול היה קשה. לזכור איפה החור המטרה היה ממוקם (איור 3B)12. ההפרש בין שימור זיכרון לא נמצאה במבוך בארנס הראשוני הכשרה, זאת בעזרת במבוך שוב במועד מאוחר יותר אפשרה לנו לאסוף את ההבדלים הדקים למידה/בזיכרון, כמו אלה שנמצאו עם אירוע שיכרון אתנול התפתחותית יחיד. דיאגרמת נציג של ברנס פני מבוך מאפשר לחוקרים למפות את הנתיב שהעכבר בלע, כולל מספר השגיאות ורישום של החור הראשון ביקר (איור 3C).
הזמן המושקע ברביע השני מתאים כמות הזמן שעכבר בוחנת מקטע אחד של המבוך על אחרים, במיוחד את ההפך אחד של היעד. זה אפשרי עבור חוקר להשיג ולחשב כל האמצעים האחרים כמו העכבר פועלת במבוך, אך צעד זה דורש ניתוח במועד מאוחר יותר. עכבר אשר לומד צריך להקטין את הזמן המושקע חורים לחקר ברביע השני. על המבוגר לטווח ארוך למשפט, אתנול מטופלים עכברים חקר בורות באופן משמעותי יותר ברביע השני מן המטרה, המציין כשל לזכור את המיקום הנכון המרחבי הכללי (p = 0.03) (איור 4A).
חשוב להיפרד זה המידות מיפוי השגיאות שנעשו לפני ואחרי למעשה למצוא את המטרה. מספר השגיאות לפני מציאת המטרה יכול לחשוף אם מתרחשת למידה, אבל זה גם יכול לספר לנו על אסטרטגיית חיפוש של העכבר. במקום אקראי ביקור חורים, העכבר עשוי לאמץ אסטרטגיה כדי למצוא במהירות את המטרה. במהלך המשפט לטווח ארוך, כל החיות שטופלו אתנול המשמש חיפוש חור-כדי-חור רציפים אופנה בצורת טבעת עד החור נמצא, ואילו באופן משמעותי פחות מלוחים מטופלים עכברים המועסקים טכניקה זו (p = 0.004) (איור 4B ו- 4 D). לחלופין, עכברים ניתן לייעד את הכיוון הכללי של המבוך (איור 4C), אשר מציין כי מתרחשת למידה מרחבית, החיה סביר משתמש ברמזים חיצוניים לשים פעמיי בסביבה של החור המטרה.
עלמה במצוקה
הזירה עלמה במצוקה היה נבנה, שנועדה לבדוק את גישוש וההתנהגות החברתית של עכברים C57Bl6/J בגובה שני מ' 1 (n = 15) ו- 4M (n = 12) של גיל. זירה אמפתיה היה מנוצל איפה העכבר זכר להציב בפינה (איור 5A). התנהגות גישוש העכבר הוא לכמת כמו המשבצות חצה ב 5 דקות בזירה הרומן. התוצאות שלנו להראות כי עכברים בוגרים (4 חודש) לחצות ריבועים יותר מאשר עכברים צעירים (1 חודש) (p < 0.0001) (איור 5B).
בשלב הבא, הנקבה לכוד הוצב ב גליל באמצע המגרש (איור 5A). ברגע הנקבה הוא לכוד בתוך החדר, ניתן לכמת לניתוח התנהגות שוב ככל שמספר הריבועים חצה. הנוכחות של הנקבה לכוד משפיעה על התנהגות גישוש זכר. ללא קשר לגיל, עכברים זכרים לחקור פחות בנוכחות אישה לכודה. גברים ילדותיים בחנו את הזירה פחות (כפי שנמדד על ידי מספר ריבועים חצה רכוש נקבה לכוד עכבר מאשר כשהם לבד (ב 1 חודש: t-לבדוק, p = 0.001; כלומר זכר 46 לבד ± ריבועים 4.34 לעומת עם ריבועים ± 3.42 26.13 הנשי). הבדל זה ניכרה גם אצל מבוגרים (בגיל 4 חודשים: t-לבדוק, ברמה של 0.000001 < p; כלומר זכר 151.5 לבד ± ריבועים 5.31 לעומת עם ריבועים הנשי ± 0.3.59 103.08) (איור 5B).
בנוסף, כמות הזמן עכבר בילה המשבצת האמצעית במשך 5 דקות גם וצריך להעריך. Time ב מרכז הריבוע צריך להיות לעומת הנוכחות והיעדר הנקבה כאמצעי של עניין חברתי. התוצאות שלנו מראים כי גברים מבלים יותר זמן בכיכר מרכז בנוכחות הנקבה לכוד. גברים ילדותיים מבלה יותר זמן לסיור במרכז הזירה בנוכחות אישה לכודה עכבר מאשר כשהם לבד (ב 1 חודש: p = 0.05; כלומר זכר לבד 13.14 ± 2.79 s לעומת עם נקבה 33.42 ± 9.32 s). הבדל זה היה גם אצל מבוגרים (בגיל 4 חודשים: p = 0.001; כלומר זכר לבד 14.80 ± 1.89 s לעומת עם s הנשי ± 8.9 52.87) (איור 5C).
בנוסף, חוקרים גם צריך לכמת את מספר האירועים לחפור בזירה, אשר יכולים להיות מידה של חרדה או התנהגות פרוסוציאלית כלפי הנקבה לכוד. צעד זה היה שונה באופן משמעותי בנוכחות הנקבה על עכברים 1 חודש (1 מ') אך לא חודש 4 (4 מ') עכברים. זכרים ילדותי ביליתי יותר זמן ורישומי במהלך הזמן שלהם בזירה בנוכחות אישה לכודה עכבר מאשר כשהם לבד (ב 1 חודש: p = 0.027; כלומר זכר ± לבד 0.4 פעמים 0.27 לעומת עם הנשי ± 3.2 פעמים שוקל 1.09). ההבדל הזה שלא נראתה אצל מבוגרים (בגיל 4 חודשים: p = 0.65; מתכוון זכר 1.33 לבד ± פעמים 0.54 vs. עם הנשי ± 1 פעמים 0.49) (איור 5D).
מספר הפעמים שזכר נוגע תא איפוק המכילות הנקבה לכוד ואת מספר הפעמים שהחיות נגע אפים דרך החורים אוויר הם מדדי התנהגות פרוסוציאלית. התוצאות שלנו, עכברים זכרים נגע הצינור המכיל הנקבה לכוד משמעותית בתדירות גבוהה יותר כמבוגרים (4 חודשים) מאשר בצעירותם (1 חודש) (p = של 0.00001; כלומר חודש 4.73 ± ± 4 חודשים 15.92 vs. פעמים 0.95 פעמים 1.64) (איור 5E). הזכרים הבוגרים גם יזם יותר לכוד אירועים קשר הנשי. עכברים זכרים נגע אפים עם הנקבה לכוד דרך החורים אוויר משמעותית בתדירות גבוהה יותר כמבוגרים (4 חודשים) מאשר בצעירותם (1 חודש) (p = 0.002; כלומר חודש 3.93 ± 1 פעמים לעומת 4 חודשים 8.67 ± פעמים.94). (איור 5F).
ציוד הקלטה אולטרה סאונד שימש לחכות לשמוע את קולי vocalizations מעל 20 kHz עכברים נקבה, היא שימשה גם להאזין vocalizations קולי על ידי עכברים הזכר לכוד בתוך פרדיגמה "רווקים במצוקה" היפוך. Vocalizations לא אותרו גם מצב, אשר צפוי, מאז מחקרים קודמים מצאו אין עכברים vocalizations אולטראסאונד במהלך גירויים aversive חשיפה (כגון איפוק פיזי או הלם חשמלי)11.
איור 1 : בארנס במבוך הנציג דיוק תוצאות לפי שיעור שגיאה וזמן. עכברים היו גם מוזרק עם פתרון אתנול 2.5 g/kg או עם תמיסת מלח פעמיים בהפרש ביום כמחנכת 6 2 שעות. אנחנו מאומנים החיות פעם ביום במשך 7 ימים במהלך גיל ההתבגרות, ואז לבצע ניסוי לטווח ארוך בודד לבגרות11. (א) ההשהיה כדי להגיע את הראשון מגלה חור (הזמן שלוקח את העכבר כדי לחקור כל הבור הראשון לאחר תחילת המשפט) אם העכבר לומד למצוא את החור לברוח. (B) ההשהיה למצוא את החור המטרה (שבוים על ידי הנמכת הראשונית של האף על פני המטוס של החור המטרה) היא היכולת למצוא את החור הנכון. (ג) מספר קריסקו חקירות (כינה שגיאות) העכבר הופך לפני איתור החור הנכון מציין אם החיה הוא מסוגל ללכת יחסית ישר אל החור לברוח היעד. (ד) סה כ מספר הפעמים שעכבר בוחנת חור שגוי במהלך המשפט נותן מדד בסיסי של פעילות גינקולוגיות והתנהגות גישוש. קווי שגיאה מייצגים SEM11. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : בארנס מוצלחת מבוך ההשלמה. ההשהיה למעשה להזין את החור המטרה משמש בדרך כלל כקריטריונים עבור השלמת מבוך מוצלח, אך בעלי חיים אינו יכול להיכנס לחור היעד לאחר גילוי. (א) A גדול ההבדל בין שגיאות לפני למצוא את המטרה ואת המספר הכולל של חור החקירות במהלך משפט מציין המסכן מוטיבציה להיכנס לחדר לברוח היעד. בניסוי שלנו, רעש אולטראסוניות התווסף המשפט 5 לזירוז עכברים כדי להזין את המטרה. (B) באופן משמעותי יותר עכברים (תמיסת מלח ואתנול בשילוב) נכנסו המטרה ב 6 משפט לעומת משפט 4 (t-לבדוק, p = 0.0014). לא המשכתי לחקור לאחר מציאת המטרה ביום 7 עכברים אתנול. קווי שגיאה מייצגים ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 : מוטיבציה מבוך בארנס. מיפוי שבילי העכבר יכול לספק מידע על מוטיבציה. (א) המרחק בין הגומה הראשונה בחנו את החור המטרה הוא אינדיקטור טוב של זיכרון עבור מיקום היעד, כרצועות מדד זה איפה העכבר הולך ראשון, כמה הם רחוקים מן המטרה. (B) למרות הבדל סטטיסטי בלמידה נמצא בין החיות אתנול וביו -שליטה במהלך תקופת ההכשרה, כאשר אלו עכברים היו הפעל מחדש כמבוגרים באמצעות משפט ארוך טווח יחיד (בגיל 4 חודשים), החיות הזרקת אתנול היה קשה לזכור איפה החור המטרה היה ממוקם. (ג) A תרשים נציג של ברנס פני מבוך מאפשר לחוקרים למפות את הנתיב שהעכבר בלע, כולל מספר השגיאות ורישום של החור הראשון ביקר. העכבר הזה הלך ישר אל המטרה תוך 16 שניות, אבל מעולם לא נכנס זה במשך 5 דקות, חקר חורים 41 לאחר מכן. התנהגות זו מצביעה על מוטיבציה נמוכה כדי להזין את המטרה. קווי שגיאה מייצגים ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 : אסטרטגיית חיפוש מבוך בארנס. מיפוי שבילי העכבר יכול לחשוף אסטרטגיות חיפוש, לספק מידע אודות אסטרטגיית למידה. (א) על המבוגר לטווח ארוך למשפט, אתנול מטופלים עכברים חקר בורות באופן משמעותי יותר ברביע השני מן המטרה, המציין כשל לזכור את המיקום הנכון המרחבי הכללי (* p = 0.03). (B) במהלך המשפט לטווח ארוך, כל החיות שטופלו אתנול המשמש חיפוש חור-כדי-חור רציפים אופנה בצורת טבעת עד החור נמצא, ואילו באופן משמעותי פחות תמיסת המלח מטופלים עכברים המועסקים טכניקה זו (* * p = 0.004) (B ד). הניסיון ליום 6 תוצאות הם בתמונה תמיסת מלח (C) התייחסו עכבר ועכבר אתנול מטופלים (D). עכברים ניתן לייעד את הכיוון הכללי של המבוך (C), אשר מציין כי מתרחשת למידה מרחבית, החיה סביר משתמש ברמזים חיצוניים לשים פעמיי בסביבה של החור המטרה. בדרך כלל, רביע ציונים טובים בהרבה עבור עכברים באמצעות אסטרטגיה זו. (יח) רציף החור-כדי-החור חיפוש היא אסטרטגיה טבעת, איפה העכבר הולך לאחד הקצוות של המבוך, נראה כל חור כדי למצוא את המטרה. רביע ציונים גרועים עם וקצרה כאשר עכברים להשתמש באסטרטגיה של הטבעת. קווי שגיאה מייצגים ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5: עלמה במצוקה. (א) עלמה במצוקה ארנה מחולק 9 ריבועים. העכבר זכר ממוקמת בפינה, זכר התנהגות נצפית. העכבר הנשי, לכוד בתוך מיכל גליל, ממוקם בכיכר המרכזית של הזירה. (B) התנהגות גישוש בתוך הזירה מגביר שבין גיל ההתבגרות (1 חודש = 1 מ') ובבגרות (4 חודשים = 4 מ'). באופן כללי, זכר עכברים חקר פחות בנוכחות אישה לכודה. בנוסף, עכברים לנוער חקר פחות מ עכברים בוגרים בנוכחות הנקבה לכוד. התגובה החברתית (C) גם נמדד על ידי בזמן שבו העכבר נמצא מרכז הריבוע שבו מוחזק עכבר לכוד. זכרים הן לנוער והן למבוגרים בילו יותר בכיכר מרכז בנוכחות הנקבה לכוד. זכרים לנוער (D) בילה יותר זמן ורישומי במהלך הזמן שלהם בזירה בנוכחות אישה לכודה עכבר מאשר כשהם לבד. עכברים זכרים (E) נגע הצינור המכיל את הנקבה לכוד משמעותית בתדירות גבוהה יותר כמבוגרים יותר בצעירותם. הזכרים הבוגרים (F) גם יזם יותר לכוד הנשי אירועים קשר מאשר קטינים. קווי שגיאה מייצגים SEM (* * * p < 0.0001, * * p 0.001, * p 0.05). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
המבוך בארנס המחפשים לשלב בין טיפול אלטרנטיבי ונוחות יחסית קלה, מהירה וזולה דרכים להערכת למידה מרחבית, פעילות גינקולוגיות, והתנהגות פרוסוציאלית בעכברים הניסויים עלמה במצוקה. יתרונות נוספים כוללים העדר לחצים עבירה, כאב או הגבלת מזון לבעל החיים. כמו רוב פרדיגמות למידה/זיכרון, חיסרון של המבוך בארנס הוא מספר הנסיונות הנדרשים לבעלי החיים ללמוד היכן ממוקם החור יעד, הזן.
איסוף הנתונים:
צריך להיות עקבי הנאסף בעת התבוננות בהתנהגויות של שתי פרדיגמות ופעילויות של העכבר. במבוך בארנס, כולל הקלטת הזמן החור הראשון הגיע, את מספר החורים שגיאות/לא נכון הוא בוחן, שבו שהוא מגיע אל החור המטרה, ואת הזמן שבו הוא נכנס לתוך החור המטרה. בנוסף, החוקרים צריך למפות את הנתיב של כל העכבר על המבוך. נתונים ניתן לעקוב באמצעות מפת נייר של המבוך בארנס באותו הזמן שבו העכבר פועל במבוך, המספרים תזמון, חור אפשר לאמת באמצעות קטעי וידאו. בעת מעקב אחר החיה, זה עשוי להיות מועיל לשנות את הצבעים בעט פעם אחת כל דקה כדי לעקוב אחר העלול להיות חופפים חור החקירות. מערכות מעקב המחשב בסיוע זמינים להבטיח דיוק ואמינות, כגון idTracker, Ctrax או tracktor, כמה הם פנויים או פתוח.
עבור וזמינותו עלמה במצוקה, נתוני ההקלטות צריכה לכלול כמה משבצות הזכר מזין, הזמן שלוקח לזכר להגיע אל הנקבה, כמה זמן הזכר מבלה ב מרכז הריבוע כאשר הנקבה לכוד קיים לעומת רק את הצילינדר ריק , כמה אירועים קשר שם עם הגליל, מספר הפעמים לאפם חיות נגע דרך החדר, כמה פעמים לחפור אירועים התרחש באופן כללי, במרכז הכיכר.
קבועים בבדיקות התנהגותיות:
כמו עם כל הבדיקות התנהגותית, חיוני כי התנאים נשמרים מתמדת בין ובתוך ניסויים בבעלי חיים כדי להבטיח כי משתנים סביבתיים לא לבלבל את התוצאות של המחקר. לגירויים חזותיים, שמיעתיים או חוש הריח בסביבת ניסיוני יכול לגרום לשינויים התנהגותיים בעכברים, בין אם התכוון או לא13. בתור שכזה, צריך לקחת כדי לחסום. את העכברים מ לגירויים חיצוניים מסיחי דעת14. גם הזירה משמש התרחיש עלמה במצוקה וגם המבוך בארנס שצריך לנקות אחרי כל משפט עם מים, מנוקה עם 70% אתנול כדי להבטיח כי אין תמרורים מתמשכת של עכברים הקודם להשפיע על משפט מאוחר יותר. בנוסף, מצעים צריך להיות שונה לאחר כל assay עלמה במצוקה. איסוף נתונים צריך תמיד אפשרות להקליט בוידאו כדי לאפשר את ניסויים לסקור את הנתונים ולהבטיח ניתוח מדויק. זה יכול להיות אתגר עבור החוקר להישאר חבוי מאחורי וילון או אחרת מן העין בעת איסוף הנתונים, אבל זה חשוב לשמור על סביבה קבועה, ללא הסחת הדעת עבור העכברים.
בארנס מבוך הפרדיגמה עיצוב ושינויים:
ישנם מספר פרדיגמות שפורסמו בשימוש עבור מבוך בארנס. בארנס מבוך הכשרה פרוטוקולים בדרך כלל בטווח שבין 7-15 ימים, אך הפרוטוקול יכול להתקצר. לפעמים לחתוך מספר סשנים של הדרכה כדי להפוך לימוד המשימה קשה יותר ניתן לבודד ההבדלים פרוטוקולים ארוכים יותר מתגעגע15. ניתן להשתמש עם רק ׳׳טופ שוט׳׳ אור (כמו המחקר בארנס המקורי), או שניתן להוסיף רכיבים אחרים (כגון אור בהיר יותר, מאוורר או רעש) על מנת להפוך את העכברים יותר מוטיבציה כדי להזין את הבריחה קאמרית3,16. אם תתבוננו המסכן מוטיבציה להיכנס תיבת היעד במהלך מחקר פיילוט, יש לשקול התוספת של רכיבים אלה במהלך האימון בפועל.
כניסה לתוך החור המטרה הנכונה צפויה תתרחש פחות במהירות ללא רכיבים אלה, אך החוקרים צריכים להיות מודעים כי תוספות אלה עשויים להיות בתדר מתח גירויים. נוכחות או היעדרות של גירויים aversive אפשר לגרום להם להעריך מוטיבציה להיכנס לבור היעד. המחקר שלנו הראו שאתנול לפני הלידה זה היה משפיע על הסבירות כי עכבר להזין את החור לברוח במהלך תקופת ההכשרה כאשר שימש רק האור הבהיר, תופעה זו היה נבדל בעצם לומדת איפה החור המטרה היה ממוקם.
כפי שניתן לראות בימים 1-4 של פרוטוקול שלנו, העכברים היו לא מאוד מוטיבציה להיכנס לבור, הם נראו כדי למצוא אותו בקלות. עם זאת, כאשר הרעש אולטראסוניות הונח מעל המבוך ביום 5, ציונים משופרים על מרבית המדדים בארנס, כולל את הסבירות כי עכברים להזין את תא היעד לאחר מציאת אותו. הרעש הופיע כדי להפחית באופן משמעותי את מספר חקירות חור שאינם שייכים למשפט ביום 6 ו-7, ביום 7 אין עכברים אתנול המשיך לחקור לאחר מציאת המטרה (איור 2 א). למרות שזה אפשרי שזה היא תולדה טבעית של למידה במבוך, החיות הופיעו תזזיתית לאחר כניסתה של הרעש אולטראסוניות, פחות סביר לחקור את המבוך. על מנת תא תשאר למצב מתגמל על העכברים, החוקרים גם להיזהר לבטל את הגירויים aversive (לכסות את החור ולכבות את הרעש) ולאפשר את החיה להישאר ללא הפרעה בבית הבליעה לסכום המוקצב של זמן התאוששות לפני הסרת החיה.
העיצוב של המבוך בארנס יכולה להיות לו השפעה על למידה ועל הערכת הזיכרון. בפרוטוקול הנוכחי משתמש ברמזים נוסף-מבוך. בנוסף האסימטריה של מחדר הבדיקות, פוסטרים של ארבע צורות שחור----רקע לבן פשוט (ריבוע, משולש, עיגול, קרוס) רכוב על הקירות של החדר כמו ברמזים חזותיים. המבוך בארנס ניתן לפתור עם או בלי הותאם דיסטלי על הקירות של החדר בדיקה או ניתן לפתור באמצעות אסטרטגיה חיפוש סדרתי. מסיבה זו, תוך שימוש רק מדידה "חור תחילה מרחק היעד" עלולה לפספס הבדלים רלוונטיים בדרך העכבר פותר את המבוך, לא יכול להבדיל המרחבי של יכולות שאינן מרחבי17. צעדים analysis מרובים אמור לשמש, כמו גם לבחון את מספר החורים בציורו הכיכר מול או מספר השגיאות לפני היעד. גם יכול להיות מנותח הדפוס של אסטרטגיית חיפוש.
זנים המפגרים של עכברים יכול לקבל ביצועים משתנה על המבוך בארנס, כנראה עקב הבדלים חדות הראייה. אם זן של עכברים עם חדות ראייה גרועה נבחר לשימוש בתוך המבוך בארנס, התוספת של חומה קטנה סביב הקצה של המבוך עשוי להגביר את thigmotaxis (התנהגות מחבק קיר), מגבירים את השימוש באסטרטגיה חיפוש לא חזותיים. הזכרים היה כדאי ללמוד ביצועים מאשר נקבות זנים DBA/2J ו- C3H/HeJ, למרות רק גברים היו בשימוש בפרוטוקול הנוכחי, עכברים C57/Bl6 לא נמצאו להצגת ההבדלים מין בזיכרון מבוך בארנס18.
עלמה במצוקה הפרדיגמה עיצוב ושינויים:
לניסוי עלמה במצוקה, מגבלה עיקרית היא שאין שום דרך עבור העכבר גישוש לשחרר את העכבר נקבה, או "עלמה", מהצינור במרכז הזירה. מחדש את התא להכיל מנגנון שחרור יהיה מעניין השינוי בעתיד. חיסרון של עלמה במצוקה הוא העדר מחקרים השוואתיים באמצעות הפרדיגמה, כפי שהוא הערכה חדשה למדידת התנהגות פרוסוציאלית.
עלמה במצוקה יכול להיות שונה יותר להעריך גדושה (כהגדרתו את הנטייה לבלות זמן עם העכבר אחר), עדיפות לחדשנות חברתית (הנטייה לחקור עכבר הרומן לעומת עכבר מוכר), הזדווגות או אגרסיבי התנהגויות (השמנה נשית ב ייחום או זכר הרומן בבית הבליעה) ונושאים ביולוגיה אבולוציונית, כמו ההשפעה של הרקע הגנטי המשותף על התנהגות אלטרואיסטי נטיות (התגובה littermate לכוד בהשוואה לכוד ללא-littermate עכבר)19.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
אנו במכללת. סידני האמפדן נותנים אישור והערכה שון וולדן, זאק לייטנר, צייד לי של אנטון Kheirani על מעורבותם בבדיקות הפרוטוקולים עבור בארנס מבוך וניסויים עלמה במצוקה. כן נרצה להודות ג'יימס פוסטר-מכללת רנדולף-מייקון לבנייה של המבוך בארנס, רנדולף-מייקון במכללה המחלקה של הביולוגיה למתן בדיקות שטח.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Damsel-in-Distress | |||
| 50 mL conical tube | Fisher Scientific | 14-432-22 | Any brand of 50 mL conical tube will work |
| Rubber bands | Sprano Brand | n/a | Size 62, used to keep caps held to plywood |
| hammer | Grainger | 6R252 | Any standard hammer will work |
| nail (size 8D) | Grainger | 4NFE3 | Similarly-sized nails should work just as well |
| opaque, topless plastic box | AcmePlastics | CUT-TO-SIZE-ACRYLIC-CAST-BLACK-SHEET-2025 | Opaque plastic, cut to size (30 cm L x 19 cm W x 3-6 cm H). Step may be added to ensure no more than a 3.5 cm entrance depth for the mouse. |
| video camera (smartphone) | N/A | N/A | Any camera-equipped smartphone will work |
| bite-resistant gloves | Kent Scientific | GLVDYN02 | Any brand offering appropriate protection |
| transparency sheet | Staples | 954145 | Any brand of clear plastic sheet will work, used for scoring |
| Barnes Maze | |||
| Petri Dishes | Corning | 353025 | Spray painted and used as covers for Barnes maze holes |
| Plywood (3/4 in.) | LP Building Products | 22487 | To construct Barnes maze |
| Spray Paint | Krylon | 1274937 | Used to paint petri dish caps black, white paint used to paint plywood |
| Cup Hooks (5/8 in.) | Ace Hardware | 5360615 | 2 used on either side of ventral hole surfaces; Rubber band wraps around hooks to hold cap flat |
| Poster Board | Creatology | n/a | Used at edges of maze as extra cues |
| Light Bulbs | Phillips | n/a | 100W light bulb, used to during the trials |
| Rubber bands | Sprano Brand | n/a | Size 62, used to keep caps held to plywood |
| Ultrasonic noisemaker | Victor mini PestChaser | M753SN | Used as aversive stimuli |
References
- Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice. Protocol Exchange. 2007, (2016).
- Vorhees, V., Williams, M. T. Assessing Spatial Learning and Memory in Rodents. ILAR Journal. 55 (2), 310-332 (2014).
- Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (1), 74-104 (1979).
- Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behavioural Brain Research. 198 (1), 247-251 (2009).
- Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 490 (2010).
- Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. Empathy and pro-social behavior in rats. Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).
- Langford, D. L., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).
- Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E.
- Melia, K. R., Ryabinin, A. E., Schroeder, R., Bloom, F. E., Wilson, M. C. Induction and habituation of immediate early gene expression in rat brain by acute and repeated restraint stress. Journal of Neuroscience. 14 (10), 5929-5938 (1994).
- Watanabe, S. Empathy and reversed empathy of stress in mice. Public Library of Science (PloS) One. 6 (8), e23357 (2011).
- Portfors, C. V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 46 (1), 28-34 (2007).
- Houlé, K., Abdi, M., Clabough, E. B. D. Acute ethanol exposure during late mouse neurodevelopment results in long term deficits in memory retrieval, but not in social responsiveness. Brain and Behavior. , (2017).
- Sales, G. D., Wilson, K. J., Spencer, K. E., Milligan, S. R. Environmental ultrasound in laboratories and animal houses: A possible cause for concern in the welfare and use of laboratory animals. Laboratory Animals. 22, 369-375 (1988).
- Crabbe, J. C., Walhsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 248, 1670-1672 (1999).
- Attar, A., Liu, T., Chan, W. T. C., Hayes, J., Nejad, M., Lei, K., Bitan, G. A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease. PloS One. 8 (11), (2013).
- 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. Neurotoxicology and Teratology. 22 (4), 547-557 (2000).
- Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learning and Memory. 13 (6), 809-819 (2006).
- O'Leary, T. P., Savoie, V., Brown, R. E. Learning, memory and search strategies of inbred mouse strains with different visual abilities in the Barnes maze. Behavioural Brain Research. 216 (2), 531-542 (2011).
- Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. 48, (2011).
