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方法文章

小鼠学习与记忆研究中的新物体识别实验

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DOI:

10.3791/55718

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2017年8月30日

通讯作者: Lindsay M. Lueptow <lindsay.lueptow@mssm.edu>

本文内容

摘要

物体识别实验(ORT)是一种用于评估小鼠学习和记忆能力的简单且高效的检测方法。该方法的具体步骤如下所述。

摘要

物体识别实验(ORT)是一种常用于研究小鼠学习和记忆多个方面的行为学检测方法。ORT 操作相对简单,可在3天内完成:适应期、训练期和测试期。在训练阶段,允许小鼠探索两个相同的物体;在测试阶段,其中一个训练用物体被替换为一个新物体。由于小鼠天生偏爱新奇事物,如果小鼠能够识别熟悉的物体,它将更多时间花在新物体上。基于这种先天偏好,实验无需使用正向或负向强化手段,也无需长时间的训练安排。此外,ORT 还可根据多种应用需求进行修改:可通过缩短保留间隔来检测短期记忆,或延长保留间隔以探究长期记忆。在训练前、训练后或回忆前的不同时间点进行药理学干预,可用于研究学习的不同阶段(i.e.,习得、早期或晚期巩固、或回忆)。总体而言,ORT 是一种对小鼠压力较小且高效的记忆检测方法,适用于检测药理学、生物学或遗传学干预后引起的神经心理学变化。

引言

物体识别实验(ORT),也称为新物体识别实验(NOR),是一种相对快速且有效的方法,用于检测小鼠学习和记忆的不同阶段。该方法最初由 Ennaceur 和 Delacour 于 1988 年描述,最初主要用于大鼠1;然而,此后已成功改进并适用于小鼠2,3,4,5,6,7。该实验仅需最多三个阶段:一次适应期、一次训练期和一次测试期。训练期仅涉及对两个相同物体的视觉探索,而测试期则将其中一个先前探索过的物体替换为一个新物体。由于啮齿类动物天生偏爱新奇事物,因此记住熟悉物体的啮齿类动物会花更多时间探索新物体7,8,9。

与其它啮齿类动物记忆测试相比,新物体识别实验(ORT)的主要优势在于其依赖于啮齿类动物探索新奇事物的自然倾向....

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方案

本研究中进行的所有操作均提交并获得动物护理与使用委员会的批准,并遵循美国国立卫生研究院(NIH)的指导原则进行。

1. 物体选择与实验设置

  1. 选择在纹理、形状、颜色图案和亮度方面复杂度相似,但又具有足够差异以便小鼠能够轻松区分的物体。 等等。以尽量减少任何可能的诱导性物体偏好,从而避免对结果产生偏差(关于物体选择的详细描述,请参见 Ennaceur 2010)7).
    1. 测试先天偏好与辨别能力(参见步骤2) & 3).
    2. 使用与小鼠体型相近或略大的物体以促进探索行为图1)。为减少诱导偏好,应确保小鼠能够爬上两个物体或均不能爬上;不过,能够爬上物体可能会增加其探索兴趣(仅坐在物体上的时间不计入探索时间)。
    3. 每个物体至少准备2个。然而,为了在测试期间尽量减少潜在的气味线索,建议每种物体至少准备3个,其中2个用于训练,1个用于测试。
    4. 使用由不易破碎材料制成的物体,因为在实验过程中若物体损坏丢失,可能会影响测试的连续性,并可能对动物造成伤害。
    5. 使用前后及使用间隔均需彻底清洁物品(可使用70%体积比的乙醇)。
  2. 为尽量减少强光带来的应激,应使用漫射的....

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结果

新物体识别实验(ORT)的一般实验设置如图2所示。在适应日(T0),将小鼠放入空的实验箱中,适应5分钟。24小时后,将小鼠重新放入箱内,箱中放置两个相同的物体,允许小鼠自由探索最多10分钟(T1)。在测试日(T2),再次将小鼠放入箱内,但此时箱中放置一个熟悉的物体和一个新物体,允许小鼠自由探索最多10分钟。保留间隔(即T1与T2之间的时间)可根据实验的最终目标进行调整。在代表性数据中,由于预期抑制剂可增强记忆,因此在T1后24小时进行测试,此时给予载体处理的小鼠应无辨别能力。

磷酸二酯酶2抑制剂已被证明可增强物体识别实验(ORT)中的学习和记忆能力。与给予溶剂对照组相比,在训练前30分钟给予PDE2抑制剂Bay 60-7550或ND7001,可剂量依赖性地显著增强记忆功能6(图3a和

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讨论

物体识别实验(ORT)是一种研究小鼠学习与记忆的高效且灵活的方法。在设计实验时,需考虑多种可能影响实验结果的变量。如代表性结果部分所述,小鼠品系会影响探索时间以及记忆保持间隔。探索时间的减少可能会在绝对辨别分析中扭曲或掩盖结果2,3,5,30,32。某些品系的小鼠在较短的记忆保持间隔(如1小时或4小时)下可能表现出较低的辨别值,这可能在检测记忆损伤时掩盖真实结果。相反,某些品系在较长的记忆保持间隔(如24小时)下可能具有较高的辨别值,这可能掩盖记忆增强效应4,5,30。除了品系差异外,还需考虑其他生物学因素,包括年龄、性别和疾病状.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

作者引用并先前发表的工作得到了美国国家心理健康研究所(MH088480)基金的资助。作者感谢她以前的导师James O'Donnell博士在该项目中提供的支持。本出版物得到了美国国立卫生研究院(T32 DA007135)基金的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
旷场实验箱Panlab/Harvard ApparatusLE800SC提供灰色、白色或黑色
ANY-mazeStoelting Co.60000行为追踪系统
EthoVisionXT 12Noldus行为追踪系统;需要三点追踪
视频摄像机任意品牌视频摄像机应正上方安装于装置上方
70% 乙醇 Fisher ScientificBP2818-4在开始测试前以及每次试验之间,应仔细清洁每个物体。装置的地板和墙壁也应进行清洁。 

参考文献

  1. Ennaceur, A., Meliani, K. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats III. Spatial vs. non-spatial working memory. Behav. Brain Res. 51 (1), 83-92 (1988).
  2. Akkerman, S., et al.

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