למידה וזיכרון במכרסמים מעבדה המרחבית הוערכו ראשון עם חולדות שנשלל מזון שניווטו במבוך של סמטאות לאתר חיזוק מזון 1. כמה עשורים מאוחר יותר, מערכת זיכרון התייחסות מרחבית הוצעה 2. בניגוד לזיכרון עבודה המתייחס לזיכרון בתוך פגישת מבחן או משפט, זיכרון התייחסות מתייחס לזיכרון על פני מפגשי מבחן או ניסויים, והוא קשור באופן הדוק יותר לזיכרון לטווח ארוך.
מספר סוגים של מבוכים פותחו כהערכות פולשנית של למידה זו בהיפוקמפוס תלוי במרחב ובזיכרון במכרסמים קטנים וגדולים (למשל מבוך מים, T-מבוך מרובה, מבוך זרוע הרדיאלית ומבוכים יבש קרקע) 3-6. כאן, אנו מתמקדים בפלטפורמה העגולה או מבוך בארנס, שתוארה לראשונה בשנת 1979 על ידי ד"ר קרול 7 ברנס. המבוך הזה נעשה שימוש כדי לבחון את מידת ניווט במרחב ובזיכרון במגוון רחב של מודלים של מכרסמים, כולל חולדות (Ranorvegicus ttus), עכברים (מאסכאלאס), צבאים עכברים (Peromyscus maniculatus bairdii), עכברי קליפורניה (Peromyscus californicus), ומכרסמים hystricomorph (למשל degus [degus Octodon]) 8-13. מינים אחרים הוערכו באמצעות המבוך בארנס כוללים תיקנים אמריקאים (americana Periplaneta) 14, נחשי תירס (Elaphe guttata guttata) 15, זוחלים קשקשים (למשל לטאות מוכתמות בצד [stansburiana אוטה]) 16, ופרימטים לא אנושיים (למשל הלמורים עכבר [murinus Microcebus]) 17. במעבדות שלנו, ביצועי מבוך בארנס שמשו כמדד לרעילות עצבית לאחר יספנול התפתחותית (BPA) או אסטרדיול ethinyl חשיפה (EE2) 9-1,113. כמו כן הוא משמש בדרך כלל לphenotyping התנהגותם של זנים שונים עכבר 18-21, הערכה של השפעות הזדקנות 7,22-28, וdef הקשורים למחלה אלצהיימרicits במודלים של בעלי החיים 3,29-33, כמו גם את ההשפעות של פעילות גופנית ושינויים תזונתיים, סביבתיים, וחילוף חומרים של 34-42.
יתרון עיקרי של שימוש במבוך בארנס הוא שזה גורם פחות מתח בנושאים ביחס למבוכי מים, כמו מבוך המים של מוריס 43, אם כי הן יכולות לגרום לעלייה חריפה בריכוזי corticosterone פלזמה בעכברים 44. כמבוך יבשה, מבוך בארנס עשוי להיות יותר ethologically רלוונטי למכרסמים יבשתיים 45. למרות ביצועי מבוך מים הוכח להיות רגיש יותר לשינויים גנטיים בעכברים 3,46,47, ביצועי מבוך בארנס הוא רגיש יותר לשינויים מסוימים אחרים 48,49. במודלים של מכרסמים שבו שימוש במבוך מים אינו אפשרי, מבוך בארנס עשוי לספק הערכה מכויל של שימור זיכרון המרחבי ביום 31. הגירויים המעטה מרתיעים בדרך כלל בשימוש במבוך בארנס (אורות כלומר בהירים),עם זאת, לא יכול לספק מוטיבציה מספקת למכרסמים כדי לאתר את כלוב הבריחה 45. יתר על כן, מכרסמים יכולים ללמוד שאין עונש מתרחש אם הם לא נכנסים לכלוב הבריחה. כך, במקום באופן פעיל מחפש את כלוב הבריחה, כמה מכרסמים פעיל לחקור את המבוך עבור משכיו של כל משפט ארוכים. כפי שנסקר על ידי קנארד ו24 ודרוף-Pak, חיפושים מוגברים זה יהיה להאריך את זמן האחזור כדי לאתר את כלוב הבריחה, אורך דרך, ולהגדיל את מספר הטעויות. לכן, מדידה של מספר פרמטרים, כוללים מיסות, שיעור שגיאה, זמן מושקע ברביעים הנכונים ולא הנכונים, המהירות, הזמן נע, זמן מנוחה, ואסטרטגיית חיפוש, עשויה באופן קולקטיבי לספק אינדיקציה טובה יותר לגבי יכולת הלמידה וזיכרון ניווט המרחבי של כל נושא 8 -10. בנוסף, ביצועים ניתן למדוד כמיסות כדי לאתר את כלוב הבריחה (מדד עיקרי) או חביון להיכנס לכלוב הבריחה (מדד כולל) ראשון. יש לי כמה arguאד כי צעדים עיקריים של ביצועים הם השתקפות מדויקת יותר של למידה מרחבית מאשר אמצעים כולל 50. רוב המחקרים, כוללים דוגמאות שתוארו כאן, השתמשו בהשהיה להיכנס לכלוב הבריחה כדי לקבוע שיעור שגיאה ואסטרטגיה חיפוש. יתר על כן, יש לי כמה מערכות תוכנת מעקב מערכת איתור גוף שלוש נקודות שניתן למדוד את התדרים של מרחרח את החורים שגויים לעומת נכונים. לבסוף, המבוך יש לנקות ביסודיות עם אתנול בין ניסויים כדי להסיר רמזי חוש הריח שיכול לספק רמזים או להוכיח מסיח את הדעת לבעלי חיים שלאחר מכן.
עיצובי מבוך בארנס להשתנות אבל בדרך כלל לכל אחד יש 12 20 או חורי בריחה פוטנציאליים, רק אחת מהן מוביל לבית או כלוב בריחה. כלוב הבריחה עשוי להיות ממוקם באופן ישיר מתחת לחור המילוט בחלק העליון המבוך (למבוכים ללא קירות) או בנוי לתוך החומה המקיפה של המבוך. הרמזים יכולים להשתנות בגודל כ 16.5 גובה סנטימטר או רוחב (בתוך מ 'aze) לקו אופקי 21.6 ס"מ רוחב שבוצעו מרצפה ועד תקרה של קיר החדר מחוץ למבוך. איורים 1-5 דוגמאות מופע של עיצובי מבוך בארנס למיני Peromyscus (איור 1) וחולדות (איורים 2-5). חייבים תקעים או תחתית שווא לכסות את חורי nonescape כדי למנוע את בעל החיים מהנפילה אל מחוץ למבוך. גודלו של חדר הבדיקה יכול להשתנות (~ 20 מ '2), אבל זה חייב להיות גדול מספיק כדי לספק מספיק מקום במבוך, הרגלת בעלי החיים לחדר, אדיב מחשב עם וידאו הגדרה (אם משתמש בו), ומקום לניסוי לשבת במרחק (לפחות ~ 122 סנטימטר) ממנגנון המבוך כך שנוכחותם לא תפריע לביצועים של בעלי החיים. הקצאה של מיקום כלוב בריחה צריכה להיות מאוזנת בין קבוצות טיפול ויחסי מין. בעוד הנהלים הספציפיים שתוארו כאן אינם כוללים את מסתובבים במבוך בין ניסויים כדי להרתיע שימוש ברמזי ריח תוך מבוך, חלק ממחקריםלשלב הליך זה 50. בנהלים שלנו, הוא ניגב את המבוך נקי עם אתנול בין הניסויים לחסל רמזי ריח.
באיתור כלוב הבריחה, שלושה סוגים של אסטרטגיות חיפוש הוגדרו ("דפוסים" שמכונים במקור על ידי 7 ברנס): 1) אקראיים, מבצעי מוגדרים כחיפושים מקומיים של חורים מופרדים על ידי שבילים חוצים את מרכז המבוך, 2) סדרתי, כפי שהוגדרו חיפוש שיטתי של חורים רצופים בכיוון השעון או נגד כיוון השעון, ו3) ישיר או מרחבי, שהוגדר כניווט ישירות לרבע הנכון מבלי לחצות את מרכז המבוך יותר מפעם אחת ועם שלוש או פחות שגיאים. באופן כללי, עם בדיקות חוזרות ונשנות, מכרסמים בדרך כלל להתקדם דרך אסטרטגיות החיפוש לפי הסדר הרשום (אקראי, סידורי, וישיר) 51. גם ניסוי בדיקה ללא כלוב הבריחה עשוי לשמש כאמצעי נוסף של זיכרון 50.
הפרוטוקול והנציגתוצאות כאן פותחו עבור שני סוגים של מכרסמים (מכרסמים מכונים Peromyscus מינים אחרים קטנים) וחולדות. בעוד נהלים הכלליים אלה עשויים גם להחזיק לעכברים מולדים ו / או outbred (מאסכאלאס), יש להתייעץ מחקרים אחרים על הבדלי המתודולוגיה פוטנציאל למינים אלה האחרונים 18-21.