Name: וזמינותו התנהגותית עבור חוקרים את התפקיד של זיכרון מרחבי במהלך ההגנה אינסטינקטיבית בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 49 s
Description: למדו לחקור התנהגות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים באמצעות מבחן מבוך ברנס. שיטה זו מאפשרת לבחון ניווט מרחבי מבוסס זיכרון ללא אימון מוקדם של בעלי החיים.

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

עבודה זו מומן על ידי Wellcome אמון/רויאל החברה הנרי דייל מלגת (098400/Z 12 Z), המועצה למחקר רפואי (MRC) להעניק MC-UP-1201/1, טרסט ואת גטסבי קרן צדקה SWC אחווה (כדי שחפת), MRC PhD Studentship (ד. א. ו- R.V) ו- Boehringer Ingelheim Fonds PhD מלגת (R.V). אנו מודים Kostas Betsios על תכנות של התוכנה רכישת נתונים, LMB מכני, סדנאות חשמל לבניית הזירה ניסיוני.

<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>

רוב הנתונים הכלולים בסעיף התוצאות הוא קבוצת משנה של הנתונים המוצגים ב- Vale et. al 2017.

מבחני שנתאר כאן הן מבחינה טכנית פשוטה לביצוע, למעט הפלטפורמה סיבוב ניסויים, ניתן בקלות ליישם בתוך מבוך בארנס סטנדרטי. בכל זאת, כמה סיבוכים שעלולים להתעורר: מצד אחד, העכבר אולי נראה חושש להזין את המחסה, אשר יכול להיות עקב למקלט לא להיות מספיק נקי או מיובשים. מצד שני, העכבר יכולים לשהות בתוך המקלט במשך פרקי זמן ארוכים מאוד. . זה קריטי עבור ניסויים אלה כי בעלי חיים מעולם לא יוסרו מהמקלט באופן ידני, כמו זה יכול לשבש את הנתיב אינטגרציה, כמו גם מצוקה החיות ולשנות את תגובתם לאיום. אנו מציעים הפסקת הניסוי לאחר 90 דקות של שגוי לאחר 48 שעות, אם יש צורך בכך. שיקול מעשי רלוונטי נוסף הוא כי כאשר העכבר חוקר את הקצה של הפלטפורמה, זה ייתכן שלא תזהה גירויים חזותיים אם ראשו המשופע מעבר לקצה, לכן אנו ממליצים הלנת הגירויים במצבים כאלה. בנוסף, עכברים יכול לקפוץ למטה פלטפורמת במקרים נדירים. אנו ממליצים לסיים את הניסוי של שגוי לאחר ה 48 עכברים המותירים באופן פעיל את הפלטפורמה פעם נוטים לעשות זאת שוב בעתיד, ייתכן שיהיה עליך לא ייכללו המחקר. לבסוף, מהניסיון שלנו, במרבית העכברים יגיב הגירוי החזותי (עכברים 34/36). עם זאת, אם העכברים אינם מראים כל סוג של תגובת הגירוי החזותי (להבהיל, טיסה או תגובה הקפאה), הם לא להיות כלולים המחקר.
נקודה חשובה שיש לקחת בחשבון הוא השליטה של רמזים חושיים הוא בדרך כלל בעיה במבחני זיכרון מרחבי, שכן לעיתים קרובות קשה לחסל את כל מקורות אפשריים של מזהם רמזים. הגדרת הניסוי שלנו מפחית ברמזים חזותיים חיצוניים על-ידי תחימת במבוך עם קיר, הוא ממוקם בתוך ארון קול וגלים עבור בידוד צליל. כדי למזער הריח רמזים, אנו ממליצים לנקות ביסודיות את הסידור עם 70% אתנול או חומצה אצטית בין ניסויים.
Assay התנהגותית שלנו מוסיפה שיטות קודמות ללמוד ניווט מרחבי26 מאת שימוש בהתנהגויות הגנתית אינסטינקטיבית כדי לחקור זכרון מרחבי ומיקוד על תרחישי ethological. הבדל קריטי בין ההליכים המתוארים כאן ואת וזמינותו מוניטור סטנדרטית היא חוסר סשנים של הדרכה. במבחני שלנו, תקופת habituation מבטיחה כי העכבר מבקר את המקלט לפחות פעם אחת, לעתים קרובות יותר פעמים רבות, אשר בעבר הראינו כדי להספיק לשנן את מיקום מקלט2. אנו מאמינים כי סיבה למה אחוזי הצלחה גבוהים והדיוק במציאת בית המחסה למרות העדר הכשרה הוא אף פעם לא פסיבי ועקרו מבתיהם החיה במהלך הניסוי, ובכך אינטגרציה נתיב הניווט קיימא אסטרטגיה. נציין עם זאת assay שלנו עוסק זיכרון נוצר ואת העריך במהלך מושב בודד, שלא בדקנו עבור זיכרון לטווח ארוך של מיקום מקלט, אשר בדרך כלל המטרה של ניסויים מוניטור סטנדרטי. בסופו של דבר, באמצעות גירויים מולד aversive דיסקרטית במקום מאוורר נפוץ או באז למשך כל ההפעלה, וזמינותו שלנו מספק בקרה ניסויית טוב מאוד על פני שתי התנהגויות עשוי להשתמש באסטרטגיות ניווט שונה: שיחור מזון ו מכוון מקלט להימלט. אנו מאמינים כי השימוש של מבחני אלה בשילוב עם טכניקות מודרניות במדעי המוח עבור הקלטה של מניפולציה פעילות עצבית יכולה לספק תובנות חשובות המעגלים העצביים איך לחשב התנהגות.

התנהגויות הגנתית אינסטינקטיבית נחשבים במידה רבה קשיחה גירוי-תגובות, כגון C-start התנועה דגים, דו-חיים, אשר מעביר את החיה מן מקור איום1. עם זאת, התנהגויות הגנה יכול להיות יותר גמישים אם ייקחו בגמישות לתוך פרטי חשבון למדו על הסביבה הנוכחית. דוגמה אחת של גמישות כזו היא המתג של בריחה אל קפוא שמוצג על ידי מכרסמים להתמודדות עם האיום, בהתאם ידע מוקדם על נוכחות או היעדרות של מקלט של הסביבה2,3. דוגמאות נוספות של גמישות בהתנהגויות מולדת לכלול התאמת את סף חניכה טיסה או לברוח במהירות בהתאם למרחק בין טרף ל שלה מחסה4, מרחק כדי איום5,6, והקודם ניסיון 11 , 12, כמו גם בחירת אסטרטגיות הגנה שונות בהתאם המאפיינים חושית של גירוי aversive7, או אפילו דיכוי התנהגות מתגוננת מול המניעים מתחרות כמו הרעב8, 9,10. התלות של בחירת פעולה על הידע הנרכש על התכונות המרחבי של הסביבה הופך התנהגויות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים במודל רב עוצמה ללמוד המטרה הבחירה, זיכרון מרחבי וניווט. כאן, אנו מתארים את העיבוד של משימה התנהגותית נפוץ, הזיכרון המרחבי של מבוך (מוניטור) בארנס assay13, כדי לקבוע את ההשפעה של הסביבה המרחבית על פעולת הגנה ובחירת בעכברים, את האסטרטגיות הניווט שלהם כאשר בריחה לכיוון המקלט.
המבוך בארנס סטנדרטי חקר למידה וזיכרון מרחבי בעכברים מורכב מעגלית ~ 90 ס"מ קוטר פלטפורמה עם 20 חורים במרווחים לא פחות, אשר 19, ויש אחד מוביל מקלט תת קרקעי עכברים שמבקשים כדי למנוע בשדה פתוח סביבה של הפלטפורמה. לעתים קרובות, גירויים aversive חלש (זמזם, אור בהיר, מאוורר) משמשים באופן רציף לאורך כל וזמינותו כדי להפוך את הסביבה aversive ובכך לקדם את הערך לתוך מקלט14. 15,assay הנפוץ16, החיה יש משפט habituation אחד שבו ומודרכים למקלט באופן ידני על-ידי הנסיין מיד לאחר מיקומו על הרציף. זה מלווה תקופה רכישת 4 ימים, איפה כל יום שהעכבר מותר לנווט באופן חופשי בתוך המבוך למשך 3 דקות, לאחר מכן שוב באופן ידני ומודרכים למקלט אם לא מגיעים זה במהלך תקופת חקירה. השלב האחרון של וזמינותו היא רגש אחד למשפט ביוםth 5 (למרות זיכרון שבעה ימים ניסיון גם שכיח לבצע) כאשר החיה בוחנת את המבוך עם כל החורים סגור. למידה וזיכרון לטווח ארוך הם לכמת לוקחים את הזמן כדי למצוא מחסה, בפוקס החורים הלא במהלך תקופת הרכישה, וכן את הזמן ליד החור מקלט סגור במשפט בדיקה. תוצאות טיפוסי מראות ירידה מספר שגיאות של השהיה כדי להגיע למקלט במהלך הרכישה, של פרופורציה מעל-ההזדמנות של הזמן המושקע ברביע המכיל החור המטרה סגור בדיקה ניסיון15.
בעוד גרסאות שונות של מוניטור וזמינותו היה שתואר לעיל17,18,19, הפרדיגמה נתאר כאן יש שלושה שינויים מהותיים מ וזמינותו סטנדרטי. ראשית, בעל החיים נשאר כדי לחקור את המבוך ולמצוא מקלט בכוחות עצמו, נעשה במהלך אותה הפעלה, זמן קצר לאחר למקלט נמצאה, בתקופות איפה החיה עוסקת בהתנהגות גישוש. למרות הגדרה זו לא יבחן זיכרון לטווח ארוך של מיקום מקלט, זה נועד להיות תרחיש נטורליסטי המחקה את החיפושים של הטריטוריה הרומן, תחת האיום של טריפה. בנוסף, היא מאפשרת בדיקה של מה חיות להסתגל לשינויים חריפה לסביבה, כגון שינויים פתאומיים בנוף. שנית, היבט מרכזי של assay שלנו הוא כי הנסיין כוחות מעולם לא החיה בתוך או מחוץ למקלט, אשר ניתן לבלבל את החיה, אל תכלול אינטגרציה נתיב20 כמו אסטרטגיה ניווט קיימא21. נתיב אינטגרציה היא אסטרטגיה ניווט המשתמשת רמזים תנועה עצמית, כגון רמזים נראה שההתפתחות שלהם ואת שיווי המשקל, הנובעים השילוב של המנוע יצוא, כדי לעדכן את המיקום הנוכחי של החיה לנווט לעבר מטרה, אשר אינו אפשרי אם חיה פסיבי תועבר על ידי הנסיין. שלישית, אנו משתמשים חזותי מולד aversive22 ו גירויים שמיעתיים23 שמעודדים בריחה למקלט, אשר בקלות להבחין בין התנהגות הרעיה מתמשך מאפשר הערכת כימות של אסטרטגיות ספציפיות ניווט בשימוש במהלך הגנה מפני איומים מיידית. אנו מציעים כי assay הזה יהיה שימושי ניקוד את התפקיד של זיכרון מרחבי בבחירה והטמעה של התנהגויות הגנתית, וללמוד יותר בדרך כלל כדי רחבה של ניווט מכוון מטרה, הזיכרון המרחבי לטווח קצר. הפרוטוקולים המתוארים כאן הוכנסו על-ידי וייל ואח. ב-2017, שאליו אנו מתייחסים הקוראים יותר בדיון עומק של הרציונל ניסויים ותוצאות.

<table><tbody><tr><td>מאורות אינפרא אדום TV6700</td><td></td> <td>Abus-DLP</td><td></td></tr> <tr><td>מקרן Infocus IN3126</td><td>Infocus</td><td>0001740992-00000001</td><td></td></tr><tr><td>רמקול אולטרסאונד Pettersson L60</td><td>Pettersson Elektronik-amplifier</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>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 מחשב שולחני</td><td>HP</td><td>F5G73AV</td><td></td></tr><tr><td>100 מיקרון סרט שרטוט</td><td>Xerox</td><td>3R98145</td><td></td></tr><tr><td>מצלמת אינפרא אדום קרובה: 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 סיביות</td><td>National</td> <td>instruments-Custom</td><td></td></tr> <tr><td>made Barnes מבוך</td><td>מעבדת MRC לביולוגיה מולקולרית סדנה מכנית</td><td>-</td><td></td></tr></tbody></table>

וזמינותו התנהגותית עבור חוקרים את התפקיד של זיכרון מרחבי במהלך ההגנה אינסטינקטיבית בעכברים

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

האבולוציה בחרה רפרטואר התנהגויות ההגנה החיוניים להישרדות על פני כל מיני בעלי חיים. התנהגויות אלו הם לעתים קרובות פעולות הסטראוטיפי elicited בתגובה לגירויים החישה aversive מולד, אך ההצלחה שלהם דורש גמישות מספקת להסתגלות סביבות מרחביות שונות, אשר יכול להשתנות במהירות. כאן, אנו מתארים assay התנהגותית כדי להעריך את ההשפעה של המלומד הידע המרחבי על התנהגויות הגנתית בעכברים. אנחנו הסתגלו בארנס בשימוש נרחב מבוך וזמינותו זיכרון מרחבי לחקור כמה עכברים לנווט אל מקלט במהלך הבריחה התגובות מולד aversive גירויים בסביבה הרומן, איך הם מסתגלים לשינויים חריפה בסביבה. Assay החדש הזה הוא הפרדיגמה ethological אינה דורשת הכשרה, מנצלת את חקר טבעי דפוסי ואסטרטגיות ניווט בעכברים. אנו מציעים כי קבוצת פרוטוקולים המתוארים כאן הם אמצעי רב עוצמה לומד התנהגויות מכוון מטרה, המופעלות גירוי ניווט, אשר צריכה להיות עניין על שני השדות של ההתנהגויות האינסטינקטיביות וזיכרון מרחבי.

עכברים חשופים לגירויים או ויזואלי יזם בריחה מהירה התגובות עם השהיות ארוכות יותר קצר בין תחילת גירוי, חניכה של הטיסה. ההשהיה מתכוון לברוח מן הגירוי החזותי היה 202 ± 16 מילי-שניות (n = 51 תגובות מחיות 26), משמעותית יותר לגירוי שמיעתי: 510 ± 61 ms (n = 36 תגובות 15 חיות, p&lt; 0.0001 -t-test בין חזותיים ושמיעתיים גירוי; איור 2 א) (שלב 8.1). הבריחה תגובות במדויק הופנו למקלט (כלומר הדיוק של גירויים חזותיים: 97.2 ± 1.4%, 95.0 ± 1.4% עבור גירוי שמיעתי, לא שונה באופן משמעותי בין שני סוגי גירויים, p = 0.1655 -t-test; איור 2B) (שלב 8.4), מסלולי טיסה והיו קרובים קו ישר (כלומר יחס של עקירה מרחק למקלט עבור גירויים חזותיים 107.3 ± 1.3% ו 113.9 ± 1.5% על גירוי שמיעתי; איור 2C) (שלב 8.3). התבוננות על השהיה קצרה מן הגירוי חשוב להבחין בין התנהגות עורר גירוי לבין ריצות ביות ומדגים ליניאריות גבוהה של מסלול הטיסה כי התגובה לברוח יש מטרת להגיע למקלט, לא פשוט מתרחקים מן הגירוי.
גירוי המצגת לאחר הרוטציה של החלק החיצוני של מבוך העכבר היה נייח ברציף מרכז (טווח = 36° - ב-90°, אומר 56°) בהצלחה elicited לברוח תגובות (שלב 5). כל העכברים ברח לכיוון המיקום הקודם של המקלט, עם ירידה דיוק או ליניאריות של מסלול הטיסה בהשוואה הניסויים לפני הסיבוב. הדיוק מתכוון, נמדד ביחס המיקום המקורי של מקלט, היה 96.3 ± 1.3% לפני סיבוב (n = 25 תגובות של עכברים 8) ומעלה ואפילו מעט לאחר סיבוב (100 ± 0%, p = 0.009 -t-test בין טרום ולפרסם סיבוב). ליניאריות רעה בקשר למיקום מחסה המקורי היה 109.4 ± 5.0% לפני הסיבוב (25 תגובות של עכברים 8) ו 109.1 ± 2.1%, לאחר סיבוב (n = 8 תגובות של עכברים 8), p = 0.957 -t-test בין טרום שלאחר סיבוב, דמות 3A ו- B). תוצאות אלו מדגימים ברמזים חזותיים הפרוקסימלית לא משמשים כדי להנחות את הטיסה למקלט (שלבים 8.3-8.5).
שינוי המיקום של המקלט לאחר הצליחו יותר במשיכת תגובה לבריחה אחת (שלב 6) גרמו בעכברים. שאתם מבקרים המיקום מחסה החדש זמן קצר לאחר השינוי (זמן לבקר את בית המחסה החדש = 33.1 s, טווח = s 4-82). המשפטים הבאים רציפים של גירוי צליל המופק עלייה הדרגתית ההסתברות של בריחה אל המיקום החדש (44.4% במשפט הראשון), מושיטים יד 100% על פני כל בעלי החיים על ידי המשפט החמישי (n = 9 בעלי חיים, איור 3C). ניסויים אלה לחקור את הדינמיקה של עדכון הזיכרון מיקום מקלט להסתגל לשינויים בסביבה (שלב 8.6).
לאחר תקופת הסתגלות של 7 דקות כדי במבוך עם מקלט (שלב 7), הפיק המצגת של גירוי חזותי זמן s 5 התנהגות קופא במקום לברוח (הקפאת ההסתברות = 95.2%, אומר עוצר את הזמן = s ± 2.7 7.9, n = 7 חיות). מבוא עוקבות המקלט באותה הפעלת המצגת של הגירוי החזותי זמן elicited לברוח תגובות בצורה אמינה, מראה כי עכברים ניתן לעבור בגמישות אסטרטגיות הגנה תלות בנוכחות של מקלט (איור תלת-ממד) ( שלבים 8.1 ו- 8.7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig1.jpg"> איור 1: סכימטי של הזירה התנהגותיות. ציור של הרכיבים העיקריים של הזירה התנהגותית צפו ב מלמעלה (מימין), מן הצד (משמאל). חלק גדול של הפלטפורמה ניתן לסובב, כולל בית המחסה על רמזים חזותיים המצורפת. עיגולים כהים זווית ישרה הם החורים שאליו המקלט ניתן לחבר, אשר הם זהים (מיקום מקלט דוגמה מצוינת). הזירה כולה מוקפת בארון קול וגלים. <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig2.jpg"> איור 2: הבריחה תגובות הן מהיר ומדויק מכוון מטרה התנהגויות. (א) השהיה כדי לברוח התחלתה של תחילת גירוי חזותי או שמיעתי. (ב) הדיוק של ניווט למקלט במהלך הבריחה, נמדד כזה כי הערך הוא 100% אם העכבר פועל ישירות למקלט, ולא 10% פחות עבור כל חור רחוק מהמחנה (למשל., 80% אם החור הגיע ראשון היה שני חורים הרחק הנכונה). (ג) העתק של העכבר במהלך הבריחה להתוות נגד מרחק ליניארי בין העמדה הראשונית של החיה למיקום היעד, מראה כי הטיסה הוא קרוב ליניארי. תיבת ושפמו הצג נתונים אחוזון 10-90, נקודות הנתונים הנותרים מופיעות כעיגולים. צבע אדום המגרשים נתונים גירוי שמיעתי (n = 36 תגובות מחיות 15) והם שחורים של גירוי חזותי (n = 51 תגובות מחיות 26). <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56988/56988fig3.jpg"> איור 3: עכברים אין להשתמש ברמזים חזותיים proximal או רמזים הקשורות מחסה להנחות תגובות לברוח. (א) העתק העלילה כמו דמות 2C, התגובות מראש, שלאחר סיבוב של הפלטפורמה. (ב) הדיוק של הניווט במהלך הבריחה תנאי קדם וסיבוב פוסט. לאחר סיבוב דיוק נמדד ביחס המיקום ההתחלתי של המקלט ומראה כי העכברים לנווט בחזרה למיקום המקורי מקלט במקום זאת המיקום החדש. (ג) שבר של תגובות לברוח לכיוון המיקום מחסה החדש לעומת המספר גירוי. לאחר המצגתth 5 הגירוי, כל החיות לברוח ישירות לכיוון המיקום מחסה החדש (n = 9 חיות). (ד) אומר מהירות מעבר החיות בתגובה גירוי חזותי עם מקלט זמין (אדום) או נעדר (כחול), המציגה escape, הקפאת תגובות, בהתאמה. יש מהירות מנורמל בסיסית, המיושר זמן התגובה (כהגדרתו גם תחילתו של טיסה או התגובה מקפיא, קו מקווקו). אזורים מוצללים הצג ב- SEM (n = 7 חיות). עבור 2A ו- 2B, תיבת שפם הצג נתונים אחוזון 10-90, נקודות הנתונים הנותרים מופיעות כעיגולים. צבע אדום המגרשים נתונים גירוי שמיעתי לפני סיבוב פלטפורמה (n = 25 תגובות מחיות 8) הינם כחול מן התגובות אחרי סיבוב הפלטפורמה (n = 8 תגובות מחיות 8). <a href="/files/ftp_upload/56988/56988fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

פרוטוקול זה מתאר assay התנהגותי, המבוסס על הבדיקה מבוך בארנס, ללמוד איך אינסטינקטיבית הגנתי פעולות עוברות שינוי באמצעות הידע של הסביבה המרחבית.

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

בדיקה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הזיכרון המרחבי, כגון כיצד בעלי חיים מנווטים לעבר מיקום מטרה שנלמד לאחרונה. היתרון העיקרי של פרדיגמה זו הוא שהיא מעוררת התנהגות ניווט מכוונת מטרה חשובה מבחינה אטיולוגית המופעלת על ידי גירוי חושי מבוקר היטב, והיא אינה דורשת אימון מוקדם של העכברים. התחל בהצמדת רמזים חזותיים לפריפריה של הפלטפורמה, שצריכה להיות במרחק של לפחות שני סנטימטרים מהקצה כדי למנוע מעכברים להגיע אליהם.חבר את המקלט לרציף. לאחר מכן, מקם דיודה פולטת אור, או LED, בכניסה למקלט כדי לספק רמז לציון דרך חזותי מקומי. לאחר מכן, כדי לבודד את העכבר מרמזים חזותיים דיסטליים חיצוניים, הרכיבו קיר מתומן המשתרע 40 ס"מ מעל ו-15 ס"מ מתחת למשטח הפלטפורמה סביב הזירה, הממוקם במרחק של 10 ס"מ מקצה הפלטפורמה.מקם רמקול אולטרסאונד 50 ס"מ מעל מרכז הפלטפורמה כדי לספק גירויים שמיעתיים מרתיעים ולחבר כרטיס קול ומגבר לרמקול. לאחר מכן, מקם מסך שקוף 64 סנטימטרים מעל הזירה כדי להקרין גירויים חזותיים מרתיעים מעל הראש באמצעות מקרן. כייל את אור המקרן כך שיהיו חמישה עד 10 זיזים במרכז משטח הפלטפורמה.הנח נורות אינפרא אדום ומצלמת אינפרא אדום עם מסנן מעבר אובדן מעל הפלטפורמה כדי למנוע הבהוב מגן בסרטון הנרכש. לאחר מכן, הניחו את המנגנון ההתנהגותי בתוך קופסה חסינת קול ואור כדי למנוע מרמזים חיצוניים להשפיע על הניסוי. לבסוף, השתמש בתוכנה זמינה מסחרית כדי לעקוב אחר מיקום העכבר באופן מקוון.התחל בהקרנת הגירויים הוויזואליים על המסך הממוקם מעל הזירה. עקוב אחר מיקום העכבר באופן מקוון והגדר מראש אזור עניין בזירה המתאים למיקום הגירוי החזותי שהוגדר קודם לכן על מנת למרכז את הגירוי החזותי מעל החיה. לאחר מכן, בדוק את הגירוי השמיעתי המורכב מרכבת של שלוש תנועות מאופנות תדר מ-17 ל-20 קילו-הרץ במשך שלוש שניות הנמשכות תשע שניות בסך הכל.התחל בניקוי קפדני של משטח הפלטפורמה עם 70% אתנול כדי להסיר רמזי ריח לא רצויים. שטפו את המקלט במים ואתנול 70%, ולאחר מכן שטפו שוב במים כדי להפחית את ריח האתנול. יבש היטב גם את הפלטפורמה וגם את המקלט מכיוון שהעכבר עלול להימנע מכניסה למקלט אם הוא רטוב.שנה את מיקום המקלט בפלטפורמה עבור כל ניסוי על ידי סיבוב הפלטפורמה לפני הניסוי. לאחר מכן, הביאו את העכבר לחדר הניסויים בכלוב הביתי שלו, והניחו את הכלוב ליד פלטפורמת הבדיקה לתקופת התאקלמות של 10 דקות. הוסף שני גרם מצעים מהכלוב הביתי של העכבר לחלק הפנימי של המקלט כדי לשמש כרמז ריח מקומי.הסר את העכבר מהכלוב הביתי שלו והימנע משליפת הזנב. או לכוסות אותו או לתת לו לטפס על פריט העשרה שניתן להרים. לאחר מכן, הנח בעדינות את העכבר במרכז הזירה והתחל ברכישת הווידאו.אפשר תקופת התרגלות של שבע דקות, שבמהלכה לא מוצג גירוי מרתיע. ודא שלעכבר יש מספיק זמן למצוא ולהיכנס למקלט לפחות פעם אחת, כלומר כאשר כל ארבע הגפיים נמצאות בתוך המקלט. לאחר מכן, הפעל באופן אוטומטי או ידני את מסירת הגירוי החזותי המרוכז מעל העכבר ברגע שהחיה מגיעה לאזור עניין מוגדר מראש.כדי לעורר יותר מתגובת מילוט אחת באותו מפגש, אפשר לעכבר לעזוב את המקלט מרצונו. לאחר סיום הבדיקה, החזירו את החיה לכלוב הביתי שלה. לבסוף, נקו את הרציף והמקלט לפני שתבדקו את החיה הבאה.עכברים שנחשפו לגירויים שמיעתיים או חזותיים יזמו תגובות בריחה מהירות עם חביון קצר בין תחילת הגירוי לתחילת הטיסה. ההשהיה הממוצעת לבריחה מהגירוי הייתה ארוכה משמעותית עבור הגירוי השמיעתי מאשר החזותי. יתר על כן, הניווט למקלט היה מדויק ומסלולי הטיסה היו קרובים לקו ישר על פני סוגי גירויים.לאחר תקופת התאקלמות של שבע דקות למבוך ללא מחסה, הצגת גירוי חזותי ארוך יצרה התנהגות קפואה במקום בריחה. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 90 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להציג את הגירוי החזותי מעל או מעל בראש העכבר, ולא בזמן שהעכבר חוקר את קצה הפלטפורמה, מכיוון שהוא כנראה יפספס את הגירוי.לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום ההתנהגות האינסטינקטיבית לחקור את השליטה בידע הנלמד על התנהגות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להבין היטב כיצד לעורר התנהגות הגנתית בעכברים וכיצד להשתמש בהם כדי לחקור ניווט מרחבי במהלך תגובות בריחה.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

סרטון וידאו זה מראה כיצד להשתמש במבוך בארנס עם עכבר. הליך הבדיקה של מבוך בארנס משמש חוקרים להערכת למידה מרחבית וזיכרון בחיות מעבדה לאחר ניסויים חוזרים ונשנים.

מבוך בארנס: שיטה להערכת למידה מרחבית וזיכרון בחיות מעבדה

מטרת פרוטוקול זה היא לחקור קוגניציה מרחבית במכרסמים. מבוך המים הכפול H הוא מבחן חדשני, שימושי במיוחד להבהרת המרכיבים השונים של למידה, קונסולידציה וזיכרון, כמו גם את יחסי הגומלין בין מערכות זיכרון.

זוגי H-המבוך: מבחן חזק התנהגות למידה וזיכרון במכרסמים

כאן אנו מציגים פרוטוקול לבדיקת עכבר ספציפית של קוגניציה שאינה דורשת שחייה. בדיקה זו יכולה לשמש כדי להבדיל בהצלחה מבוקרת קליפת המוח המושרה עכברים פגיעה מוחית טראומטית מ שולטת בושה.

הערכת זיכרון מרחבי פגיעה במודל עכבר של פגיעה מוחית טראומטית באמצעות מבוך רדיאלי מים רדיאלי

פרוטוקול זה מודד מרחבי למידה וזיכרון באמצעות המבוך בארנס. פרדיגמה עלמה במצוקה הרומן משמשת להערכת פעילות גינקולוגיות והתנהגות פרוסוציאלית בעכברים.

ניתוח מרחבי למידה והתנהגות פרוסוציאלית בעכברים באמצעות בארנס מבוך פרדיגמות עלמה במצוקה

כאן אנו מספקים פרוטוקול הכוללת הוראות מקיפה להקמת חסכוני של מיקום אובייקט מאתר ובדיקה אובייקט הרומן זיהוי התנהגותית, לרבות עיצוב, עלות, בניית נדרש ציוד כמו גם ביצוע של בדיקה התנהגותית, איסוף נתונים, ניתוח.

הרומן וראייה ומיקום אובייקט ההתנהגותי בוחן בעכברים על תקציב

סוללה מבחן התנהגותי מקיף של מיומנויות מוטוריות, רוח — לרבות אינטראקציה חברתית, דיכאון וחרדה – קוגניציה מיועד המבדק חוזרות ונשנות של שינויים התנהגותיים הקשורים ניוון מוחיים הקשורים בעכברים.

סוללה בדיקה התנהגותית להערכה חוזרת ונשנית של מיומנויות מוטוריות, מצב רוח, קוגניציה בעכברים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לכמת התנהגות בניין בעכברים, אשר ידוע כי לקויי מספר הפרעות נוירולוגיות ומחלות. פרוטוקול זה בוחן את כלי השירות של ארבעה חומרים ומציע את ההזדמנות לכמת את הסכם ה-דרג בניקוד, שיפור התוקף והאמינות של השיטת.

קן התנהגות בניין כאינדיקציה מוקדמת של התנהגות בעכברים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול למבחן הימנעות ממקום פעיל, פרדיגמת למידה מרחבית תלוית היפוקמפוס המיועדת למכרסמים. שינוי פרמטרים מרכזיים מאפשר בדיקה חוזרת של בעלי חיים לפני ואחרי טיפולים או לאורך זמן.

מבחן Active Place Avoidance (APA), משימת למידה מרחבית יעילה, רב-תכליתית וחוזרת על עצמה עבור עכברים

רוב ניסויי ההתנהגות של מכרסמים תוכננו במקור עבור חולדות. בשל ההבדלים ההתנהגותיים בין חולדות לעכברים, לעיתים נדרשים שינויים עבור עכברים. אנו מציגים שיטה לבדיקת זיכרון עבודה מרחבי בעכברים, תוך מזעור הלחץ במהלך מטלת זיכרון העבודה.

משימת זיכרון עבודה מרחבי מעוררת תיאבון לעכברים במבוך רדיאלי חצי אוטומטי בעל 8 זרועות, המפחיתה את אסוציאציות הזיכרון המפחיד במבוך

הליך ללמוד את היכולת של הקשר סביבתי אלכוהול קשור להפעלת החידוש של אלכוהול התנהגות מסוימת לקבלה בחולדות מתוארת.

נוהל ללב התחדשות מושרה הקשר של התנהגות אלכוהול מחפשי מיזוג הפבלובית בחולדות

למדו לחקור התנהגות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים באמצעות מבחן מבוך ברנס. שיטה זו מאפשרת לבחון ניווט מרחבי מבוסס זיכרון ללא אימון מוקדם של בעלי החיים.

וזמינותו התנהגותית עבור חוקרים את התפקיד של זיכרון מרחבי במהלך ההגנה אינסטינקטיבית בעכברים

גלה סרטונים נוספים