Name: تحليل السلوكي للتحقيق في دور الذاكرة المكانية خلال الدفاع الغريزي في الفئران (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 49 s
Description: استكشف تحليل السلوكي لدراسة دور الذاكرة المكانية خلال الدفاع الغريزي في الفئران باستخدام اختبار متاهة بارنز. تساعد هذه الطريقة الباحثين على فهم كيفية تأثير المؤثرات الحسية على السلوكيات الدفاعية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

تم تمويل هذا العمل من صندوق ويلكوم الاستئماني الملكي "المجتمع هنري دايل زمالة" (098400/Z/12/Z)، منح مجلس البحوث الطبية (MRC) MC-متابعة-1201/1، مؤسسة ويلكوم ترست ومؤسسة خيرية غاتسبي SWC زمالة (ليد)، منحة الدكتوراه MRC (إلى دي و R.V) وزمالة "بورنغير انغلهايم Fonds الدكتوراه" (إلى R.V). ونحن نشكر كوستاس بيتسيوس لبرمجة البرنامج الحصول على البيانات، LMB الميكانيكية والكهربائية ورش العمل لبناء على الساحة التجريبية.

<ol><li>Eaton, R. C., Bombardieri, R. A., Meyer, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Mauthner-initiated+startle+response+in+teleost+fish%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">The Mauthner-initiated startle response in teleost fish.</a> J Exp Biol. 66 (1), 65-81 (1977).</li>
<li>Vale, R., Evans, D. A., Branco, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Spatial+Learning+Controls+Instinctive+Defensive+Behavior+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Rapid Spatial Learning Controls Instinctive Defensive Behavior in Mice.</a> Curr Biol. 27 (9), 1342-1349 (2017).</li>
<li>Blanchard, R. J., Flannelly, K. J., Blanchard, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defensive+behavior+of+laboratory+and+wild+Rattus+norvegicus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Psychol%22%5BJournal%5D)">Defensive behavior of laboratory and wild Rattus norvegicus.</a> J Comp Psychol. 100 (2), 101-107 (1986).</li>
<li>Dill, L. M., Houtman, R. <a target="_blank" href="http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/z89-033">The influence of distance to refuge on flight initiation distance in the gray squirrel (Sciurus carolinensis).</a> Canadian Journal of Zoology. 67 (1), 233-235 (1989).</li>
<li>Blanchard, R. J., Blanchard, D. C., Rodgers, J., Weiss, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+characterization+and+modelling+of+antipredator+defensive+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">The characterization and modelling of antipredator defensive behavior.</a> Neurosci Biobehav Rev. 14 (4), 463-472 (1990).</li>
<li>Fanselow, M. S., Lester, L. S. <a target="_blank" href="http://psycnet.apa.org/record/1987-98812-010">A functional behavioristic approach to aversively motivated behavior: Predatory imminence as a determinant of the topography of defensive behavior.</a> Evolution and learning. , (1988).</li>
<li>De Franceschi, G., Vivattanasarn, T., Saleem, A. B., Solomon, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+Guides+Selection+of+Freeze+or+Flight+Defense+Strategies+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Vision Guides Selection of Freeze or Flight Defense Strategies in Mice.</a> Curr Biol. 26 (16), 2150-2154 (2016).</li>
<li>Bräcker, L. B., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23770186">Essential role of the mushroom body in context-dependent CO 2 avoidance in Drosophila.</a> Current Biology. 23 (13), 1228-1234 (2013).</li>
<li>Ghosh, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+architecture+of+hunger-dependent+multisensory+decision+making+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Neural architecture of hunger-dependent multisensory decision making in C. elegans.</a> Neuron. 92 (5), 1049-1062 (2016).</li>
<li>Bellman, K. L., Krasne, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+complexity+of+interactions+between+feeding+and+escape+in+crayfish%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Adaptive complexity of interactions between feeding and escape in crayfish.</a> Science. 221 (4612), 779-781 (1983).</li>
<li>Rodgers, W., Melzack, R., Segal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%22Tail+flip+response%22+in+goldfish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+comparative+and+physiological+psychology%22%5BJournal%5D)">"Tail flip response" in goldfish.</a> Journal of comparative and physiological psychology. 56 (5), 917(1963).</li>
<li>Dill, L. M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003347274800230">The escape response of the zebra danio (Brachydanio rerio) II. The effect of experience.</a> Animal Behaviour. 22 (3), 723-730 (1974).</li>
<li>Barnes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+deficits+associated+with+senescence%3A+a+neurophysiological+and+behavioral+study+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+Psychol%22%5BJournal%5D)">Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat.</a> J Comp Physiol Psychol. 93 (1), 74-104 (1979).</li>
<li>Pompl, P. N., Mullan, M. J., Bjugstad, K., Arendash, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptation+of+the+circular+platform+spatial+memory+task+for+mice%3A+use+in+detecting+cognitive+impairment+in+the+APP%28SW%29+transgenic+mouse+model+for+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">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.</a> J Neurosci Methods. 87 (1), 87-95 (1999).</li>
<li>Patil, S. S., Sunyer, B., Höger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+spatial+memory+of+C57BL%2F6J+and+CD1+mice+in+the+Barnes+maze%2C+the+Multiple+T-maze+and+in+the+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water maze.</a> Behavioural Brain Research. 198 (1), 58-68 (2009).</li>
<li>Sunyer, B., Patil, S., Höger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/protocolexchange/protocols/349">Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice.</a> Protocol Exchange. , (2007).</li>
<li>Attar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+shortened+Barnes+maze+protocol+reveals+memory+deficits+at+4-months+of+age+in+the+triple-transgenic+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">A shortened Barnes maze protocol reveals memory deficits at 4-months of age in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease.</a> PLoS One. 8 (11), e80355(2013).</li>
<li>Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+and+nonspatial+escape+strategies+in+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze.</a> Learn Mem. 13 (6), 809-819 (2006).</li>
<li>Leary, T. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+apparatus+design+and+test+procedure+on+learning+and+memory+performance+of+C57BL%2F6J+mice+on+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze.</a> J Neurosci Methods. 203 (2), 315-324 (2012).</li>
<li>Mittelstaedt, M. -L., Mittelstaedt, H. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/1980NW.....67..566M">Homing by path integration in a mammal.</a> Naturwissenschaften. 67 (11), 566-567 (1980).</li>
<li>Stackman, R. W., Golob, E. J., Bassett, J. P., Taube, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passive+transport+disrupts+directional+path+integration+by+rat+head+direction+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Passive transport disrupts directional path integration by rat head direction cells.</a> J Neurophysiol. 90 (5), 2862-2874 (2003).</li>
<li>Yilmaz, M., Meister, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+innate+defensive+responses+of+mice+to+looming+visual+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Rapid innate defensive responses of mice to looming visual stimuli.</a> Curr Biol. 23 (20), 2011-2015 (2013).</li>
<li>Mongeau, R., Miller, G. A., Chiang, E., Anderson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+competing+fear+behaviors+evoked+by+an+innately+aversive+stimulus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of competing fear behaviors evoked by an innately aversive stimulus.</a> J Neurosci. 23 (9), 3855-3868 (2003).</li>
<li>Hurst, J. L., West, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taming+anxiety+in+laboratory+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Taming anxiety in laboratory mice.</a> Nat Methods. 7 (10), 825-826 (2010).</li>
<li>Paylor, R., Tracy, R., Wehner, J., Rudy, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DBA%2F2+and+C57BL%2F6+mice+differ+in+contextual+fear+but+not+auditory+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+neuroscience%22%5BJournal%5D)">DBA/2 and C57BL/6 mice differ in contextual fear but not auditory fear conditioning.</a> Behavioral neuroscience. 108 (4), 810(1994).</li>
<li>Paul, C. M., Magda, G., Abel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+memory%3A+Theoretical+basis+and+comparative+review+on+experimental+methods+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Spatial memory: Theoretical basis and comparative review on experimental methods in rodents.</a> Behav Brain Res. 203 (2), 151-164 (2009).</li>
</ol>

ومعظم البيانات المدرجة في قسم النتائج مجموعة فرعية من البيانات المقدمة في عام 2017 Vale et. al .

فحوصات يصف لنا هنا واضحة من الناحية الفنية لأداء، واستثناء المنصة تجارب التناوب، يمكن سهولة تنفيذها في متاهة بارنز قياسية. ومع ذلك، قد تنشأ مضاعفات قليلة: من ناحية، الماوس قد يبدو خائفا من دخول المأوى، الذي قد يكون سبب المأوى لا يجري تنظيفها بما فيه الكفاية أو المجففة. من ناحية أخرى، قد تبقى الماوس داخل المأوى لفترات طويلة جداً من الزمن. من الأهمية بمكان لهذه التجارب أن الحيوانات ابدأ مزالة من المأوى يدوياً، هذا يمكن أن تعطل مسار التكامل، فضلا عن الضائقة الحيوانات وتغيير استجابتهم للتهديد. ونحن نقترح إنهاء التجربة بعد 90 دقيقة وإعادة الاختبار بعد 48 ساعة إذا لزم الأمر. آخر النظر في العملية ذات الصلة أنه عندما يحقق الماوس على حافة المنصة، قد لا يكشف المحفزات البصرية إذا كانت الزاوية برأسه على الحافة، وهكذا نوصي بحجب المحفزات في مثل هذه الحالات. بالإضافة إلى ذلك، قد تقفز الفئران أسفل من المنصة في مناسبات نادرة. نقترح إنهاء التجربة وإعادة الاختبار بعد 48 حاء الفئران التي تترك بنشاط المنصة مرة واحدة ومن المرجح أن تفعل ذلك مرة أخرى في المستقبل وقد تستبعد من الدراسة. وأخيراً، من خلال تجربتنا، معظم أجهزة الماوس سوف تستجيب للتحفيز البصرية (الفئران 34/36). ومع ذلك، إذا كانت الفئران لا تظهر أي نوع من استجابة لحافز البصرية (أما من جفل، ورحلة أو استجابة تجميد)، ينبغي أن يستبعدن من الدراسة.
نقطة هامة للنظر أن السيطرة على الإشارات الحسية عادة مشكلة في فحوصات الذاكرة المكانية، حيث غالباً ما يصعب القضاء على جميع المصادر الممكنة لتلويث العظة. لدينا الإعداد التجريبية يقلل الإشارات المرئية الخارجية المحيطة بالمتاهة مع جدار، ويتم وضعها داخل خزانة الملطف صوت لعزل الصوت. للتقليل من إشارات حاسة الشم، نوصي بدقة تنظيف الإعداد مع الإيثانول 70% أو حمض الخليك بين التجارب.
ويضيف لدينا التحليل السلوكي للأساليب السابقة لدراسة الملاحة الفضائية26 باستخدام سلوكيات دفاعية غريزية للتحقيق في الذاكرة المكانية وتركز على سيناريوهات اثولوجيكال. فرق حاسم بين الإجراءات الوارد وصفها هنا والمقايسة BM القياسية هو عدم وجود دورات تدريبية. في لدينا فحوصات، يضمن فترة التعود أن الماوس الزيارات المأوى مرة واحدة على الأقل، وغالباً ما عدة مرات أكثر، مما قد أظهرنا سابقا أن تكون كافية لحفظ موقع المأوى2. ونحن نعتقد أن أحد أسباب مهمة لارتفاع نسبة النجاح والدقة في إيجاد المأوى على الرغم من الافتقار إلى التدريب هو تشريد ابدأ سلبية الحيوان أثناء التجربة، مما يجعل مسار إدماج استراتيجية قابلة للتطبيق ملاحة. غير أننا نلاحظ أن لدينا المقايسة يتعامل مع الذاكرة شكلت وتقييمها خلال جلسة واحدة، وأن نحن لم تختبر للذاكرة على المدى الطويل من موقع المأوى، الذي عادة ما يكون الهدف من معيار BM التجارب. أخيرا، باستخدام المحفزات الفطرة البرود منفصلة بدلاً من مروحة استخداماً أو الطنين لمدة الدورة، لدينا المقايسة يوفر تحكم تجريبية جيدة جداً اثنين من السلوكيات التي قد تستخدم استراتيجيات مختلفة التنقل: جمع العلف و الهروب الموجه من المأوى. ونحن نعتقد أن استخدام هذه الاختبارات في تركيبة مع التقنيات الحديثة في علم الأعصاب لتسجيل ومعالجة النشاط العصبي يمكن أن توفر أفكاراً هامة في الدوائر العصبية كيف تحسب السلوك.

سلوكيات دفاعية غريزية تعتبر إلى حد كبير أن تكون ماثلة التحفيز-الردود، مثل حركة ج-البدء في الأسماك والبرمائيات، الذي ينقل الحيوان بعيداً عن مصدر تهديد1. ومع ذلك، يمكن أن تكون السلوكيات الدفاعية التكيفية أكثر إذا كانت مرنة تأخذ في الاعتبار المعلومات المستخلصة عن البيئة الحالية. ومن الأمثلة على هذه المرونة هو التحول من الهروب إلى تجميد أبدته القوارض عندما تواجه الخطر، تبعاً لمعرفة مسبقة حول وجود أو عدم وجود مأوى في البيئة2،3. أمثلة أخرى على المرونة في سلوكيات فطرية تشمل تكييف على عتبة بدء الرحلة أو الهروب السرعة اعتماداً على المسافة بين فريسة و المأوى لها4، تجربة المسافة إلى التهديد5،6، والسابقة 11 , 12، كذلك تحديد استراتيجيات دفاعية مختلفة تبعاً للخصائص الحسية من التحفيز البرود7، أو حتى قمع السلوك الدفاعي في مواجهة الدوافع المتنافسة مثل الجوع8، 9،10. تبعية اختيار العمل على المعارف المكتسبة حول الميزات المكانية للبيئة يجعل السلوكيات دفاعية غريزية في الفئران نموذج قوية لدراسة اختيار الهدف والذاكرة المكانية والملاحة. هنا، يمكننا وصف تكييف مهمة السلوكية استخداماً، والذاكرة المكانية المتاهة (BM) بارنز الاعتداء13، لتحديد تأثير البيئة المكانية على اختيار إجراءات دفاعية في الفئران، واستراتيجياتها الخاصة بالملاحة عند الهروب نحو ملجأ.
المتاهة بارنز القياسية المستخدمة في دراسة التعلم والمكانية الذاكرة في الفئران ويتكون من منصة دائرية ~ 90 سم القطر مع ثقوب متباعدة بالتساوي 20، التي أغلقت 19، وواحد يؤدي إلى ملجأ تحت الأرض التي تسعى الفئران تجنبا لفتح مجال البيئة لمنهاج العمل. في كثير من الأحيان، ضعف المحفزات البرود (صفارة، الضوء الساطع، مروحة) تستخدم باستمرار في جميع أنحاء المقايسة لجعل البيئة البرود وبالتالي التشجيع على دخول المأوى14. في15،التحليل الأكثر استخداماً16، قد الحيوان واحد التعود المحاكمة حيث أنها تسترشد إلى الملجأ يدوياً المجرب فورا بعد يجري وضعه على المنصة. هذا هو تليها فترة الحصول على 4 أيام، حيث كل يوم مسموح بالماوس للتنقل بحرية في متاهة لمدة 3 دقائق، بعدها أنه مرة أخرى يدوياً يسترشد إلى المأوى إذا أنها لا تصل إلى أنه خلال فترة الاستكشاف. المرحلة الأخيرة من الفحص مسبار واحد للمحاكمة في اليومال 5 (على الرغم من أن ذاكرة سبعة أيام طويلة الأجل لمحاكمة أيضا عادة تتم) عند الحيوان يستكشف المتاهة مع جميع الثقوب مغلقة. الذاكرة التعلم وطويلة الأجل هي كمية الوقت اللازم للعثور على مأوى والوخزات في الثقوب خاطئة خلال فترة حيازة، والوقت الذي يقضيه قرب الحفرة المأوى مغلقة في محاكمة التحقيق. النتائج النموذجية تظهر انخفاضا في عدد الأخطاء والكمون للوصول إلى المأوى أثناء اقتناء، ونسبة أعلاه فرصة من الوقت الذي يقضيه في رباعي يحتوي على حفرة مغلقة المستهدفة في التحقيق المحاكمة15.
وبينما كانت عدة متغيرات للمقايسة BM18سبق وصفها17،،19، النموذج الذي يصف لنا هنا قد ثلاثة تغييرات أساسية من التحليل القياسي. أولاً، يتم ترك الحيوان لاستكشاف المتاهة وإيجاد المأوى بمفردها، ويتم اختبار في الدورة نفسها، بعد أن تم العثور على الملجأ، خلال فترات حيث تشارك الحيوان في السلوك الاستكشافي. على الرغم من أن هذا الإعداد لا اختبار الذاكرة على المدى الطويل من موقع المأوى، فإنه صمم ليكون سيناريو طبيعي أن يقلد استكشاف الأرض الرواية، تحت التهديد بالافتراس. وباﻹضافة إلى ذلك، فإنه يسمح لاختبار كيف الحيوانات تتكيف مع التغيرات الحادة في البيئة، مثل التغيرات المفاجئة في المناظر الطبيعية. ثانيا، هو أحد جوانب رئيسية للمقايسة لدينا أن المجرب قوات ابدأ الحيوان أو الخروج من الملجأ، الذي يمكن تضليل الحيوان واستبعاد مسار التكامل20 ك استراتيجية قابلة للتطبيق ملاحة21. مسار التكامل هو استراتيجية تنقل الذي يستخدم إشارات ذاتية الحركة، مثل الرموز المخصوص والدهليزيه، الناشئة عن دمج تدفق السيارات، إلى تحديث الموضع الحالي للحيوان، والانتقال نحو هدف، وليس من الممكن إذا التي تنقل الحيوانات سلبية بالمجرب. ثالثا، نستخدم البرود الفطرة البصرية22 والمنبهات السمعية23 للحصول على الهروب إلى المأوى، والتي يتم تمييزها بسهولة من السلوك مساحات العلف الجارية ويسمح للتقييم والتقدير الكمي لاستراتيجيات محددة الملاحة المستخدمة خلال الدفاع عن التهديدات الوشيكة. ونحن نقترح أن هذا التحليل سوف تكون مفيدة لتشريح دور الذاكرة المكانية في اختيار وتنفيذ سلوك دفاعي، وأكثر عموما إلى أوسع دراسة للتنقل الموجه بالهدف والذاكرة المكانية على المدى القصير. عرض البروتوكولات المذكورة هنا Vale وآخرون. في عام 2017، الذي نشير إليه القراء لأكثر في عمق مناقشة الأساس المنطقي للتجارب والنتائج.

<table><tbody><tr><td>أجهزة الأشعة تحت الحمراء TV6700</td><td></td> <td>Abus-DLP</td><td></td></tr> <tr><td>جهاز العرض Infocus IN3126</td><td>Infocus</td><td>0001740992-00000001</td><td></td></tr><tr><td>مكبر صوت بالموجات فوق الصوتية Pettersson L60</td><td>Pettersson Elektronik</td> <td>مكبر</td><td></td></tr> <tr><td>للصوت QTX PRO240</td><td>QTX-Soundcard</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Xonar D2</td><td>Asus</td><td>90-YAA021-1UAN00Z</td><td></td></tr><tr><td>HP Z840 سطح المكتب</td><td>HP</td><td>F5G73AV</td><td></td></tr><tr><td>100 ميكرون فيلم صياغة</td><td>Xerox</td><td>3R98145</td><td></td></tr><tr><td>كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة: Basler acA1300-60gmNIR</td><td>Basler</td><td>106202</td><td></td></tr><tr><td>National Instruments BNC-2110</td><td>National Instruments</td><td>777643-01</td><td></td></tr><tr><td>LabVIEW 2015 64 بت</td><td>الأدوات الوطنية</td> <td>-</td><td></td></tr> <tr><td>متاهة</td> <td>بارنز المصنوعة حسب الطلبورشة عمل ميكانيكية لمختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية</td><td>-</td><td></td></tr></tbody></table>

تحليل السلوكي للتحقيق في دور الذاكرة المكانية خلال الدفاع الغريزي في الفئران

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

وقد اختارت تطور مرجع للسلوكيات الدفاعية التي لا غنى عنها للبقاء على قيد الحياة عبر جميع الأنواع الحيوانية. غالباً ما تكون هذه السلوكيات النمطية الإجراءات أثارت في الاستجابة للمحفزات الحسية الفطرة البرود، لكن نجاحها يتطلب قدرا كافياً من المرونة للتكيف مع البيئات المكانية المختلفة، التي يمكن أن تتغير بسرعة. وهنا يصف لنا تحليل السلوكي لتقييم تأثير المعرفة المكانية المستفادة في السلوكيات الدفاعية في الفئران. ونحن قد تكيفت المقايسة الذاكرة المكانية المتاهة بارنز المستخدمة على نطاق واسع للتحقيق كيف انتقل الفئران إلى مأوى خلال الردود الهروب إلى المنبهات الحسية الفطرة البرود في بيئة جديدة، وكيفية التكيف مع التغيرات الحادة في البيئة. هذا الفحص الجديد هو معياراً اثولوجيكال التي لا تتطلب تدريبا ويستغل الطبيعية استكشاف أنماط واستراتيجيات التنقل في الفئران. ونحن نقترح أن مجموعة البروتوكولات المذكورة هنا هي وسيلة قوية لدراسة السلوكيات الموجهة الهدف والتنقل أدت الحوافز، التي ينبغي أن تكون ذات فائدة لكلا الحقلين سلوكيات غريزية والذاكرة المكانية.

بدأت الفئران المعرضة للمنبهات السمعية أو البصرية الردود الهروب السريع مع الاختفاء قصيرة بين بداية التحفيز والشروع في الرحلة. الكمون يعني الهروب من التحفيز البصري كان 202 ± 16 مرض التصلب العصبي المتعدد (n = 51 ردود الحيوانات 26) وأطول بشكل ملحوظ للتحفيز السمعية: ± 510 61 مرض التصلب العصبي المتعدد (n = 36 ردود 15 الحيوانات، ف&lt; 0.0001 اختبار t بين البصرية والسمعية التحفيز؛ الشكل 2 (أ)) (الخطوة 8، 1). الردود الهروب ووجهت بدقة للمأوى (يعني الدقة للتحفيز البصرية: 97.2 ± 1.4% و 95.0 ± 1.4% للتحفيز السمعية، لا تختلف اختلافاً كبيرا بين هذين النوعين من المحفزات، ف = 0.1655 اختبار t؛ الشكل 2B) (الخطوة 8، 4)، ومسارات الطيران كانت قريبة من خط مستقيم (يعني نسبة التشرد للمسافة بتوفير المأوى للتحفيز البصرية 107.3 ± 1.3% و 113.9 ± 1.5% للتحفيز السمعية؛ الشكل 2) (الخطوة 8.3). مراقبة من كمون قصيرة من الحافز مهم للتمييز بين السلوك التحفيز أثارت من يدير صاروخ موجه، والخطي عالية من مسار الرحلة يوضح أن استجابة الهروب بهدف الوصول إلى المأوى، وليس مجرد التحرك بعيداً من التحفيز.
عرض الحوافز بعد تناوب الجزء الخارجي من المتاهة كانت ثابتة في مركز منصة الماوس (النطاق = يعني 36°-90°، 56°) بنجاح وأثارت ردود الهروب (الخطوة 5). جميع الفئران فروا باتجاه الموقع السابق للمأوى، مع أي انخفاض في دقة أو الخطي لمسار الرحلة بالمقارنة مع المحاكمات قبل التناوب. متوسط دقة، تقاس في إشارة إلى موقف المأوى الأصلي، كان 96.3 ± 1.3% قبل التناوب (n = 25 الردود من الفئران 8) وأعلى قليلاً حتى بعد التناوب (100 ± 0%، ف = 0.009 الاختبار t بين ما قبل وبعد التدوير). الخطي يعني فيما يتعلق بموقع المأوى الأصلي كان 5.0 في المائة ± 109.4 التناوب السابقة (25 الردود من الفئران 8) و 109.1 ± 2.1%، بعد التناوب (n = 8 ردود من الفئران 8)، p = 0.957 الاختبار t بين ما قبل وما بعد التناوب، الشكل 3 ألف وب). وتبين هذه النتائج أن الإشارات المرئية الدانية لا تستخدم لتوجيه الطائرة إلى المأوى (خطوات 8.3-8.5).
تغيير موقع المأوى بعد التماس واحد الهروب الناجحة استجابة (الخطوة 6) أسفرت عن الفئران زيارة موقع المأوى الجديدة بعد وقت قصير من التغيير (متوسط الوقت لزيارة مأوى جديد = 33.1 s، مجموعة = s 4-82). المحاكمات اللاحقة متسلسلة من التحفيز سليمة تنتج زيادة تدريجية في احتمال هروبه إلى الموقع الجديد (44.4 في المائة في المحاكمة الأولى)، تصل إلى 100% عبر جميع الحيوانات قبل المحاكمة الخامسة (n = 9 الحيوانات، الشكل 3). هذه التجارب التحقيق القوى المحركة لتحديث الذاكرة موقع المأوى للتكيف مع التغيرات في البيئة (الخطوة 8، 6).
وبعد فترة تأقلم 7 دقيقة للمتاهة مع لا المأوى (الخطوة 7)، أنتجت تقديم حافز طويلة البصرية s 5 تجميد السلوك بدلاً من الهروب (تجميد احتمال = 95.2%، يعني تجميد الوقت = 7.9 ± 2.7 s, n = 7 الحيوانات). مقدمة اللاحقة من ملجأ في نفس الدورة وتقديم حافز البصرية طويلة أثارت هربا من الردود موثوق بها، تبين أن الفئران يمكن التبديل مرونة استراتيجيات دفاعية اعتماداً على الوجود (ملجأ (الشكل 3D) خطوات 8.1 و 8.7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig1.jpg"> رقم 1: التخطيطي الساحة السلوكية. رسم المكونات الرئيسية للساحة السلوكية ينظر إليها من الأعلى (يمين) ومن الجانب (إلى اليسار). يمكن تدويرها جزء كبير من النظام الأساسي، بما في ذلك المأوى والإشارات المرئية المرفقة. الدوائر الداكنة في عرض أعلى هي الثقوب التي يمكن إرفاق المأوى، وكلها متطابقة (المشار إليها بموقع مأوى في مثال). مرفق طيه الساحة كامل في خزانة الملطف الصوت. <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig2.jpg"> رقم 2: الهروب الردود هي سريعة ودقيقة من السلوكيات الموجهة الهدف. (أ) زمن الوصول إلى بداية الهروب من بداية التحفيز البصرية أو السمعية. (ب) قياس دقة الملاحة إلى المأوى أثناء الهروب، أن القيمة هي 100% إذا كان الماوس يعمل مباشرة إلى الملجأ، و 10% أقل لكل حفرة بعيداً عن المأوى (على سبيل المثال-، 80% إذا كان الثقب الذي تم التوصل إليه أول اثنين من الثقوب بعيداً عن الصحيح). (ج) التشريد للماوس أثناء الهروب رسم مقابل المسافة الخطية بين الموقف المبدئي للحيوان وموقع الهدف، تبين أن الرحلة قريبة من الخطية. مربع وشعيرات إظهار البيانات من 10-90 مئوية وتظهر نقاط البيانات المتبقية كدوائر. قطع اللون الأحمر هي البيانات من التحفيز السمعية (n = 36 ردود الحيوانات 15) وهي سوداء من التحفيز البصري (n = 51 ردود الحيوانات 26). <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig3.jpg"> رقم 3: لا تستخدم الفئران الدانية مرئية أو الإشارات المتعلقة بالمأوى لتوجيه الاستجابات الهروب. (أ) التشريد الأرض كما في الشكل 2، للردود ما قبل وما بعد تناوب المنصة. (ب) دقة الملاحة أثناء الهروب في ظروف ما قبل وما بعد التناوب. دقة التناوب بعد يتم قياس إشارة إلى الموقع الأول للمأوى، وتبين أن الفئران انتقل مرة أخرى إلى الموقع الأصلي المأوى بدلاً من ذلك الموضع الجديد. (ج) جزء من الهروب الاستجابات الموجهة نحو موقع المأوى الجديدة رسم مقابل عدد التحفيز. وبعد تقديم الحافزال 5، جميع الحيوانات الهروب مباشرة نحو موقع المأوى الجديدة (n = 9 الحيوانات). (د) يعني السرعة عبر الحيوانات استجابة للتحفيز البصري مع مأوى متوفرة (أحمر) أو غيابه (أزرق)، عرض الهروب وتجميد الردود، على التوالي. تم تطبيع خط الأساس للسرعة والانحياز إلى وقت رد الفعل (ويعرف أما بداية رحلة أو تجميد استجابة، خط متقطع). إظهار المناطق المظللة sem. (n = 7 الحيوانات). 2A و 2B وشعيرات مربع إظهار البيانات من 10-90 مئوية وتظهر نقاط البيانات المتبقية كدوائر. قطع اللون الأحمر هي البيانات من التحفيز السمعية قبل التناوب منصة (n = 25 الردود من الحيوانات 8) وهي الأزرق من الردود بعد تناوب المنصة (n = 8 ردود من الحيوانات 8). <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

ويصف هذا البروتوكول تحليل السلوكي، استناداً إلى اختبار المتاهة بارنز، لدراسة دفاعية غريزية كيف يتم تعديل الإجراءات بعلم البيئة المكانية.

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

يمكن أن يساعد هذا الاختبار في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الذاكرة المكانية ، مثل كيفية تنقل نحو موقع الهدف الذي تم تعلمه مؤخرا. الميزة الرئيسية لهذا النموذج هي أنه يثير سلوك ملاحة موجه نحو الهدف مهم من الناحية المسببة والذي يتم تشغيله بواسطة محفز حسي يتم التحكم فيه جيدا ، ولا يتطلب تدريبا مسبقا للفئران. ابدأ بإرفاق إشارات بصرية بمحيط المنصة ، والتي يجب أن تكون على بعد سنتيمترين على الأقل من الحافة لمنع الفئران من الوصول إليها.اربط الملجأ بالمنصة. بعد ذلك ، ضع الصمام الثنائي الباعث للضوء ، أو LED ، عند مدخل الملجأ لتوفير إشارة بصرية محلية. بعد ذلك ، لعزل الماوس عن الإشارات المرئية الخارجية البعيدة ، قم بتجميع جدار مثمن الأضلاع يمتد 40 سم فوق و 15 سم تحت سطح المنصة حول الساحة ، على بعد 10 سم من حافة المنصة.ضع مكبر صوت بالموجات فوق الصوتية على ارتفاع 50 سم فوق مركز المنصة لتقديم محفزات سمعية مكروهة وتوصيل بطاقة صوت ومكبر صوت بمكبر صوت. بعد ذلك ، ضع شاشة شفافة على ارتفاع 64 سم فوق الساحة لعرض المحفزات البصرية العلوية المكروهة باستخدام جهاز عرض. قم بمعايرة ضوء جهاز العرض بحيث يكون هناك خمسة إلى 10 عروات في وسط سطح المنصة.ضع مصابيح الأشعة تحت الحمراء وكاميرا الأشعة تحت الحمراء مع مرشح تمرير الخسارة فوق المنصة لمنع وميض الواقي في الفيديو المكتسب. بعد ذلك ، ضع الجهاز السلوكي داخل صندوق مقاوم للصوت والضوء لمنع الإشارات الخارجية من التأثير على التجربة. أخيرا ، استخدم البرامج المتاحة تجاريا لتتبع موضع الماوس عبر الإنترنت.ابدأ بعرض المحفزات المرئية على الشاشة الموضوعة فوق الساحة. تتبع موضع الماوس عبر الإنترنت وحدد مسبقا منطقة الاهتمام في الساحة المقابلة لموقع الحافز البصري المحدد مسبقا من أجل توسيط الحافز البصري فوق. بعد ذلك ، اختبر الحافز السمعي الذي يتكون من قطار من ثلاث عمليات مسح معدلة بالتردد من 17 إلى 20 كيلو هرتز على مدى ثلاث ثوان تستمر تسع ثوان في المجموع.ابدأ بتنظيف سطح المنصة بدقة باستخدام 70٪ من الإيثانول لإزالة الإشارات الشمية غير المرغوب فيها. اشطف الملجأ بالماء و 70٪ من الإيثانول ، ثم اغسله مرة أخرى بالماء لتعلم رائحة الإيثانول. جفف كل من المنصة والملجأ تماما حيث قد يتجنب الماوس دخول الملجأ إذا كان مبللا.قم بتغيير موقع الملجأ في المنصة لكل تجربة عن طريق تدوير المنصة قبل التجربة. بعد ذلك ، أحضر الماوس إلى غرفة التجربة في قفصه المنزلي ، وضع القفص بجانب منصة الاختبار لمدة 10 دقائق. أضف جرامين من الفراش من قفص منزل الفأر إلى داخل الملجأ ليكون بمثابة إشارة شمية محلية.أخرج الماوس من قفص منزله وتجنب استعادته من الذيل. إما أن تقم بتناوله أو تركه يصعد إلى عنصر تخصيب يمكن رفعه. بعد ذلك ، ضع الماوس برفق في وسط الساحة وابدأ في الحصول على الفيديو.اسمح لفترة تعويد مدتها سبع دقائق ، لا يتم خلالها تقديم أي حافز مكروه. تأكد من أن الفأر لديه الوقت الكافي للعثور على الملجأ ودخوله مرة واحدة على الأقل ، وهو عندما تكون الأطراف الأربعة داخل الملجأ. بعد ذلك ، قم تلقائيا أو يدويا بتشغيل تسليم الحافز البصري المتمركز فوق الفأر بمجرد وصول إلى منطقة اهتمام محددة مسبقا.للحصول على أكثر من استجابة هروب واحدة في نفس الجلسة ، اسمح للفأر بمغادرة الملجأ طواعية. بعد الانتهاء من الفحص ، أعد إلى قفص منزله. أخيرا ، قم بتنظيف المنصة والملجأ قبل اختبار التالي.بدأت الفئران التي تعرضت لمحفزات سمعية أو بصرية استجابات هروب سريعة مع زمن انتقال قصير بين بداية التحفيز وبدء الرحلة. كان متوسط زمن الوصول للهروب من المنبه أطول بكثير للتحفيز السمعي من التحفيز البصري. علاوة على ذلك ، كان الملاحة إلى المأوى دقيقا وكانت مسارات الطيران قريبة من خط مستقيم عبر أنواع المحفزات.بعد فترة تأقلم مدتها سبع دقائق مع المتاهة بدون مأوى ، أنتج عرض حافز بصري طويل سلوكا متجمدا بدلا من الهروب. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في 90 دقيقة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تقديم الحافز البصري أعلى أو أعلى في رأس الماوس ، وليس أثناء قيام الماوس بالتحقيق في حافة المنصة ، حيث من المحتمل أن يفقد التحفيز.بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال السلوك الغريزي لاستكشاف التحكم في المعرفة المكتسبة على السلوك الدفاعي الغريزي في الفئران. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استنباط السلوك الدفاعي في الفئران وكيفية استخدامها لدراسة الملاحة المكانية أثناء استجابات الهروب.

a-behavioral-assay-for-investigating-role-spatial-memory-during

Research

JoVE Journal

Behavior

سلوك

يوضح هذا الفيديو كيفية استخدام متاهة بارنز بالماوس. يستخدم الباحثون إجراء اختبار Barnes Maze لتقييم التعلم المكاني والذاكرة في المختبر بعد التجارب المتكررة.

متاهة بارنز: طريقة لتقييم التعلم المكاني والذاكرة في المختبر

الهدف من هذا البروتوكول هو التحقيق في الإدراك المكاني في القوارض. متاهة الماء المزدوجة H هي اختبار جديد ، وهو مفيد بشكل خاص لتوضيح المكونات المختلفة للتعلم والتوحيد والذاكرة ، بالإضافة إلى تفاعل أنظمة الذاكرة.

ومزدوجة-H المتاهة: اختبار السلوكي قوية للتعلم والذاكرة في القوارض

هنا نقدم بروتوكول لاختبار الماوس محددة من الإدراك الذي لا يتطلب السباحة. ويمكن استخدام هذا الاختبار لتمييز بنجاح الفئران إصابة الدماغ الناجم عن تأثير القشرية التي تسيطر عليها من الضوابط صورية.

تقييم انخفاض الذاكرة المكانية في نموذج الماوس من إصابات الدماغ الصدمة باستخدام متاهة فقي المياه شعاعي

هذا البروتوكول تدابير المكاني التعلم والذاكرة باستخدام المتاهة بارنز. يتم استخدام نموذج الفتاة في محنة رواية لتقييم النشاط الحركي والسلوك بروسوسيال في الفئران.

تحليل المكاني التعلم والسلوك بروسوسيال في الفئران باستخدام المتاهة بارنز ونماذج الفتاة في محنة

هنا نقدم بروتوكول الذي يشمل تعليمات شاملة لإنشاء اقتصادا مكان الكائن مورين والكائن رواية الاعتراف السلوكية الاختبار، بما في ذلك تصميم والتكلفة، وبناء المعدات المطلوبة، وكذلك تنفيذ اختبار سلوكية، وجمع البيانات وتحليلها.

الاعتراف برواية كائن ومكان الكائن السلوكية اختبار في الفئران على الميزانية

بطارية اختبار سلوكية شاملة للمهارات الحركية، مزاج — بما في ذلك التفاعل الاجتماعي، والاكتئاب، والقلق – ويهدف الإدراك لتكرار تقييم التغييرات السلوكية المتصلة نيوروديجينيريشن في الفئران.

بطارية اختبار سلوكية لتكرار تقييم المهارات الحركية، والمزاج، والإدراك في الفئران

هنا ، نقدم بروتوكولا لقياس السلوك بناء العش في الفئران ، والتي من المعروف ان يكون ضعف في العديد من الاضطرابات العصبية والامراض. ويفحص هذا البروتوكول فائده أربعه مواد ويتيح الفرصة لقياس اتفاق التقدير الكمي في التهديف ، وتحسين صحة المقايسة وموثوقيها.

سلوك بناء العش كمؤشر مبكر للعجز السلوكي في الفئران

هنا ، نقدم بروتوكولا لاختبار تجنب المكان النشط ، وهو نموذج تعلم مكاني يعتمد على الحصين مصمم للقوارض. يسمح تغيير المعلمات الرئيسية بإعادة اختبار قبل وبعد العلاج أو بمرور الوقت.

اختبار تجنب المكان النشط (APA) ، وهو مهمة تعلم مكاني فعالة ومتعددة الاستخدامات وقابلة للتكرار للفئران

تم تصميم معظم التجارب السلوكية للقوارض في الأصل للفئران. نظرا للاختلافات السلوكية بين الفئران والفئران ، في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى تعديلات للفئران. نقدم طريقة لاختبار الذاكرة العاملة المكانية في الفئران ، مما يقلل من التوتر أثناء مهمة الذاكرة العاملة.

مهمة ذاكرة العمل المكانية الشهية للفئران في متاهة شعاعية شبه آلية ذات 8 أذرع ، مما يقلل من ارتباط الذاكرة المخيفة في المتاهة

إجراء دراسة لقدرة الكحول المرتبطة السياق البيئي لتحريك يوصف تجديد السلوك الكحول التماس في الفئران.

إجراءات لمراقبة الناجم عن السياق تجديد مكيفة بافلوف-السلوك الكحول التماس في الجرذان

استكشف تحليل السلوكي لدراسة دور الذاكرة المكانية خلال الدفاع الغريزي في الفئران باستخدام اختبار متاهة بارنز. تساعد هذه الطريقة الباحثين على فهم كيفية تأثير المؤثرات الحسية على السلوكيات الدفاعية.

تحليل السلوكي للتحقيق في دور الذاكرة المكانية خلال الدفاع الغريزي في الفئران

استكشف المزيد من الفيديوهات