Name: 新生児脳損傷後の作業とリファレンス記憶を評価〜8アーム放射状水迷路の使用 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-04T19:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: 学ぶ8アーム放射状水迷路を用いた作業記憶とリファレンス記憶の同時評価法。新生児脳損傷モデルにおける認知機能評価に適し、従来の陸上迷路の限界を克服する神経科学研究手法です。

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著者は、迷路の製作を支援してくれたウィリアム・マーティンとロードアイランド大学の芸術学部に感謝したいと思います。 また、ロードアイランドカレッジの学生であるKatrina Feyerhermさん、Molly La Rueさん、Nick Lafondさんには、8本の腕の水の迷路でテーマを走らせていただいたことに感謝いたします。この研究は、Rhode Island Idea Network for Biomedical Research Excellence (RIINBRE) と NIH National Center for Research Resources (Grant# P20 RR16457-12) からの助成金によって支援されました。 また、米国国立衛生研究所(NIH)のユーニス・ケネディ・シュライバー国立小児保健・人間開発研究所(National Institute of Child Health & Human Development)も、第R15HD077544号で支援を提供しました。

すべての手順は、ロードアイランド大学の施設内動物管理および使用委員会によって承認され、実験動物の世話と使用に関する国立衛生研究所のガイドに準拠しています。
1. 迷路の設定
<ol>
	<li>迷路の周りに、明確で静的な、目立つ迷路外の手がかり(塗装された形状、家具、またはその他の静止した部屋の特徴)を配置します. 
	注: 迷路以外の手がかりは、実験期間中、同じ場所に留まる必要があります。</li>
	<li>ラジアルアーム迷路のハブとアームをプラスチック製の浴槽に置きます(例:ample:機器テーブル). 
	注:このプロトコルで使用される迷路は、黒く塗装された円形のステンレス鋼のベースに取り付けられた8つの中央サポートに取り付けられた8つの取り外し可能なステンレス鋼のアームで構成されています(図と対応する寸法については図1を参照してください)。図 1 に示すプラスチック製の浴槽の内径は 122 cm、高さは 60 cm です。</li>
	<li>室温(22-26°C)に温めた水で浴槽を満たします7。</li>
	<li>8本のアームのうち4本の両端に、水面から1cm下のプラットフォームを置きます 
	注1:各被験者について、プラットフォームの位置はテスト期間中固定されています。構成に関係なく、プラットフォームが 2 つ以上の隣接するアームに配置されないように注意する必要があります (隣接するアームに 2 つ以下のプラットフォームを配置する必要があります)。スタートアームにプラットフォームを置かないでください. 
	注2:隠されたプラットフォームは、迷路の背景に溶け込むために、迷路インサートと同じ色に塗装する必要があります。</li>
</ol>
2. テスト用の被験者の転送
<ol>
	<li>指定された検査順序を維持して、被験者をビバリウムから検査室に移します. 
	注:動物は不透明なケージに入れて、予期ストレスを軽減し、試験室の合図が見えないようにする必要があります。</li>
	<li>テストルームに入ったら、グループ1のすべての不透明なケージをステージングベンチまたはテーブルに置き、テストの順序を維持します。 
	注:大規模な研究(例:30人の被験者)では、被験者をテストグループ(例:10人の被験者からなる3つのグループ)に分割するのが最善かもしれません。これは、試験室の規模と被験者の輸送の実現可能性によって異なります。</li>
</ol>
3. 迷路の腕のエントリを記録するためのデジタルタブレットプロトコル
<ol>
	<li>デジタルタブレットでPDFライタープログラムを開きます。</li>
	<li>グループ1. の被験者のすべての事前保存されたデータ記録テンプレートをインポートします
	注:各録画テンプレートは、事前に保存して、特定の被験者と試験番号(例:被験者1_trial 1、被験者1_trial 2など)でラベル付けし、各被験者(試験1〜4)に合計4つのテンプレートを付ける必要があります。テンプレートには、迷路とプラットフォームの場所を空白で表現し、被験者番号、トライアル番号、テスト日、使用した脱出プラットフォーム、トライアルのレイテンシを記録する場所を含める必要があります (図 2 を参照)。</li>
	<li>最初の被験者の最初の試行のテンプレートを開きます。 
	注:このシステムは、タブレットやタブレットベースのノート作成プログラムにアクセスできない研究者向けの紙テンプレートでも使用できます。</li>
</ol>
4. ラジアルアーム水迷路試験
<ol>
	<li>動物がペアで飼育されている場合は、テストセッションの前に被験者を分離してください。最初の被験者を別の不透明な加温ケージに移します。 
	注:ケージは、テストの合間に体温を維持するために、加熱パッドを使用して37°Cに温める必要があります。</li>
	<li>各被験者の最初の試行に先立ち、被験者の識別番号がデータ記録シートの被験者番号と一致することを確認し、プラットフォームが8アームの水迷路に正しく配置されていることを確認してください。</li>
	<li>迷路の壁に面したスタートアームに被写体を置き、タイマーを開始します. 
	注:このプロトコルは、データを記録する実験者と被験者を扱う実験者の2人のために設計されました。このコラボレーションでは、実験者間のコミュニケーションが最も重要です。各試験の前に、開始時間、被験者番号、および適切なプラットフォームの配置を確認することが不可欠です。</li>
	<li>各試行中は、キューの一貫性を維持するために、部屋の指定された位置で静止したままでください。 
	注:実験中に目立たないように注意する必要があります(例:香水)そして実験者は、キューの一貫性を維持するために毎日同じ衣服(白衣)を着用する必要があります。</li>
	<li>デジタルタブレットの記録テンプレートで対応するアームにマークを付けて、各エントリをアームに記録します。 
	注:エントリーは、被験者の肩が腕の開口部を壊したときに発生します。</li>
	<li>被験者が4つのプラットフォームのいずれかを見つけるのに最大120秒かかります。動物がプラットフォームに到達したら、タイマーを停止し、トライアルは完了です。 
	注:一貫性を保つために、被験者は前足がプラットフォーム上にあるときにターゲットに到達したと言われます。</li>
	<li>被験者が120秒以内にプラットフォームを見つけることができない場合は、動物を最も近いプラットフォームに注意深く誘導し、移動する前にプラットフォームに10秒間留まることを許可して、動物がターゲットの位置を認識していることを確認します。</li>
	<li>1日目のみ、被験者が空間的な手がかりを参照できるように、4つの試行すべての後に被験者を10秒間プラットフォームに座らせます。</li>
	<li>試用が完了したら、被験者を体でそっと持ち上げてプラットフォームから取り外します。</li>
	<li>90 秒のインタートライアルインターバルのタイマーを開始します。</li>
	<li>被験者を体温調節パッドの上の個々のケージに戻します。</li>
	<li>データ記録テンプレート上の対応する位置を一周して、脱出に使用された特定のプラットフォームを記録します。</li>
	<li>この間、前の試験で被験者が使用した脱出プラットフォームを取り外します。</li>
	<li>次の試行のテンプレートを開き、被験者が脱出に使用したすべてのプラットフォームを、以前の試行中に削除されたX. でマークします
	注:後続の試行の前に、欠落しているすべてのプラットフォームをマークすることは、エラータイプ(参照メモリや作業メモリの正しいなど)を定義するために重要です。</li>
	<li>その後の試験を開始する前に、被験者番号、試験番号、および残りのプラットフォームの位置を確認してください。</li>
	<li>90秒の試行間隔が経過したら、被験者を迷路の壁に面した開始アームに置き、次の試行のタイマーを開始します。</li>
	<li>試行2〜4についてこのプロセスを繰り返し、各試行後に到達した脱出プラットフォームを削除し、各試行中および各試行後にテンプレートを適切にマークします(つまり、取り外したプラットフォームの上にXを配置し、入力されたアームを示し、脱出に使用されたプラットフォームを円で囲みます)。</li>
	<li>被験者の4回の試行がすべて完了したら、脱出プラットフォームを迷路の適切なアームに戻し、次の被験者のテストプロセスを繰り返します(テスト手順4.1-4.17)。</li>
	<li>グループ1のテストが完了したら、データ記録シートをそのテスト日(例:Day 1)のフォルダにエクスポートし、ファイルストレージシステムに保存します。 
	注:データ損失の可能性を最小限に抑えるために、次のテストグループを開始する前にデータ記録シートをエクスポートする必要があります。</li>
	<li>グループごとに繰り返します (テスト ステップ 2.1 から 4.19)。</li>
</ol>
5. 従属変数
<ol>
	<li>各試行について、以前にプラットフォームを持っていたアームへの最初と繰り返しのエントリの数を数えます。これは、データ記録シートのプラットフォーム上にXで示されます。これらはワーキングメモリの正しいエラーです。 
	注: 作業メモリー修正エラーは、エスケープに既に使用されたプラットフォームの位置を記憶し、そのアームを回避することに依存するため、最初の試行で作業メモリー修正エラーが発生することはありません。</li>
	<li>各試行について、データ記録シートからプラットフォームを含まないアームへの最初のエントリの数をカウントします。これらは参照メモリエラーです。</li>
	<li>各試行について、データ記録シートからプラットフォームを含まないアームへの繰り返しエントリの数をカウントします。これらはワーキングメモリの不正なエラーです。</li>
	<li>各試行でプラットフォームに到達するまでの遅延を記録します。</li>
</ol>

<ol><li>Bunge, S. A., Ochsner, K. N., Desmond, J. E., Clover, G. H., Gabrieli, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prefrontal+regions+involved+in+keeping+information+in+and+out+of+mind%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Prefrontal regions involved in keeping information in and out of mind.</a> Brain. 124 (Pt 10), 2074-2086 (2001).</li>
<li>Olton, D., Collison, C., Werz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+memory+and+radial-arm+maze+performance+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Motiv%22%5BJournal%5D)">Spatial memory and radial-arm maze performance of rats.</a> Learn Motiv. 8, 289-314 (1977).</li>
<li>Olton, D., Becker, J., Handelmann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampus%2C+space%2C+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">Hippocampus, space, and memory.</a> Behav. Brain Sci. 2, 313-365 (1979).</li>
<li>Morris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+of+a+water-maze+procedure+for+studying+spatial+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 11 (1), 47-60 (1984).</li>
<li>Hyde, L. A., Hoplight, B. J., Denenberg, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+version+of+the+radial-arm+maze%3A+learning+in+three+inbred+strains+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Water version of the radial-arm maze: learning in three inbred strains of mice.</a> Brain Res. 785 (2), 236-244 (1998).</li>
<li>Hyde, L. A., Sherman, G. F., Hoplight, B. J., Denenberg, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+memory+deficits+in+BXSB+mice+with+neocortical+ectopias%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Working memory deficits in BXSB mice with neocortical ectopias.</a> Physiol. Behav. 70 (1-2), 1-5 (2000).</li>
<li>Hyde, H. A., Hoplight, L. A., Denenberg, B. J., H, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+two+species%2C+females+exhibit+superior+working+memory+and+inferior+reference+memory+on+the+water+radial-arm+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">In two species, females exhibit superior working memory and inferior reference memory on the water radial-arm maze.</a> Physiol. Behav. 70 (3-4), 311-317 (2000).</li>
<li>Fitch, R. H., Breslawski, H., Rosen, G. D., Chrobak, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+spatial+working+memory+deficits+in+rats+with+bilateral+cortical+microgyria%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Funct%22%5BJournal%5D)">Persistent spatial working memory deficits in rats with bilateral cortical microgyria.</a> Behav. Brain Funct. 4, 45(2008).</li>
<li>Szalkowski, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+spatial+working+memory+deficits+in+rats+following+in+utero+RNAi+of+Dyx1c1%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Persistent spatial working memory deficits in rats following in utero RNAi of Dyx1c1.</a> Genes Brain Behav. 10 (2), 244-252 (2011).</li>
<li>Conklin, H. M., Salorio, C. F., Slomine, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+memory+performance+following+pediatric+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Inj%22%5BJournal%5D)">Working memory performance following pediatric traumatic brain injury.</a> Brain Inj. 22 (11), 847-857 (2008).</li>
<li>Luu, T. M., Ment, L., Allan, W., Schneider, K., Vohr, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Executive+and+memory+function+in+adolescents+born+very+preterm%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatrics%22%5BJournal%5D)">Executive and memory function in adolescents born very preterm.</a> Pediatrics. 127, 639-648 (2011).</li>
<li>McClure, M. M., Threlkeld, S. W., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+processing+and+learning%2Fmemory+following+erythropoietin+administration+in+neonatally+hypoxic-ischemic+injured+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Auditory processing and learning/memory following erythropoietin administration in neonatally hypoxic-ischemic injured rats.</a> Brain Res. 1132 (1), 203-209 (2006).</li>
<li>McClure, M. M., Thrlekeld, S. W., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+erythropoietin+on+auditory+processing+following+neonatal+hypoxic-ischemic+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The effects of erythropoietin on auditory processing following neonatal hypoxic-ischemic injury.</a> Brain Res. 1132 (1), 203-209 (2007).</li>
<li>LaPrairie, J. L., Murphy, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+impact+of+neonatal+injury+in+male+and+female+rats%3A+Sex+differences%2C+mechanisms+and+clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Neuroendocrinol%22%5BJournal%5D)">Long-term impact of neonatal injury in male and female rats: Sex differences, mechanisms and clinical implications.</a> Front. Neuroendocrinol. 31 (2), 193-202 (2010).</li>
<li>Volpe, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perinatal+brain+injury%3A+from+pathogenesis+to+neuroprotection%5BTitle%5D)+AND+%22Ment.+Retard.+Dev.+Disabil.+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">Perinatal brain injury: from pathogenesis to neuroprotection.</a> Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 7, 56-64 (2001).</li>
<li>Vannucci, R. C., Vannucci, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+of+perinatal+hypoxic-ischemic+brain+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.+Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">A model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 835, 234-249 (1997).</li>
<li>McClure, M. M., Peiffer, A. M., Rosen, G. D., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+processing+deficits+in+rats+with+neonatal+hypoxic-ischemic+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Dev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Auditory processing deficits in rats with neonatal hypoxic-ischemic injury.</a> Int. J. Dev. Neurosci. 23 (4), 351-362 (2005).</li>
<li>Jarrard, L., Okaichi, H., Steward, O., Goldschmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+role+of+hippocampal+connections+in+the+performance+of+place+and+cue+tasks%3A+comparisons+with+damage+to+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">On the role of hippocampal connections in the performance of place and cue tasks: comparisons with damage to the hippocampus.</a> Behav. Neurosci. 98, 946-954 (1984).</li>
<li>Bimonte-Nelson, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testosterone%2C+but+not+nonaromatizable+dihydrotestosterone%2C+improves+working+memory+and+alters+nerve+growth+factor+levels+in+aged+male+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurology%22%5BJournal%5D)">Testosterone, but not nonaromatizable dihydrotestosterone, improves working memory and alters nerve growth factor levels in aged male rats.</a> Exp. Neurology. 181, 301-312 (2003).</li>
<li>Acosta, J. I., Hiroi, R., Camp, B. W., Talboom, J. S., Bimonte-Nelson, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+update+on+the+cognitive+impact+of+clinically-used+hormone+therapies+in+the+female+rat%3A+Models%2C+mazes+and+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">An update on the cognitive impact of clinically-used hormone therapies in the female rat: Models, mazes and mechanisms.</a> Brain Res. 13 (1514), 18-39 (2013).</li>
<li>O'Keefe, J., Nadel, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aO%27Keefe%2C+J+%22The+hippocampus+as+a+cognitive+map%22">The hippocampus as a cognitive map</a>. , Clarendon Press. Oxford, England. (1978).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Pasztor, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rats+alternate+on+a+dry-land+but+not+swimming-pool+%28Morris+task%29+place+task%3A+implications+for+spatial+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rats alternate on a dry-land but not swimming-pool (Morris task) place task: implications for spatial processing.</a> Behav. Neurosci. 114 (2), 442-446 (2000).</li>
</ol>

著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言する。

8 アーム放射状水迷路パラダイムは、新生児脳損傷の有無にかかわらずラットの作業記憶能力と参照記憶能力を評価するために、私たちの研究室や他の研究室によってうまく利用されています5-7,18-20。現在のパラダイムでは、各試行後に脱出プラットフォームを削除すると、その後の試行で作業記憶の需要が増加します (被験者の脱出オプションが少なくなります)。したがって、試験 4 では、プラットフォームが 1 つだけ残り、ワーキング メモリの需要が最も高くなるため、動物が以前に訪問した腕に再入る可能性が高まります (ワーキング メモリ エラー)。エスケープアームはテスト中ずっと一定であるため、プラットフォームが含まれていないアームに最初のエントリを記録することで、基準メモリを簡単に分析できます。このパラダイムのその他の重要な利点には、食料不足の必要がなく、潜在的な交絡的な匂いの手がかりのリスクが少なく、従来の陸上の迷路5-7,18-20 とは異なり、事前トレーニングの必要がないことが挙げられます。
検査の長さ(日数)に関して、研究者は、最適な結果を得るた...

ワーキングメモリ(WM)は、目標指向行動1中のオブジェクトまたは場所の表現に必要な重要な認知領域に対応します。あるいは、これらのオブジェクトや場所を時間的に安定して表現するためには、参照メモリ(RM)が必要です。作業記憶と参照記憶は、陸上の放射状腕迷路パラダイム2,3を使用してげっ歯類で長い間評価されてきました。ただし、ラットは自発的に迷路を走る素因がないため、これらのタスクには事前のトレーニングが必要になることがよくあります。これにより、実験の完了に必要な時間が大幅に増加し、時間的制約のある縦方向の設計に支障をきたす可能性があります。陸上の8アーム迷路のその他の制限には、食物の剥奪の要件や、各試行後に迷路に残される匂いの手がかりの変化を制御することの難しさが含まれます。これらの制限の多くは、モリス水迷路パラダイム4を使用することで克服されましたが、歴史的には、これらの設計は参照記憶と空間学習のテストに限定されていました(例外5〜9)。8アーム放射状水迷路は、ラットとマウス5-7の参照記憶と作業記憶の両方を評価するために使用されてきた8アーム放射状陸路の修正版です。従来の陸上迷路とは対照的に、8アームの放射状水迷路は、食物の剥奪を必要とせず、潜在的な混乱する匂いの手がかりを最小限に抑え、被験者の脱出の動機を、事前トレーニングを必要とせずに、作業と参照学習と記憶を同時に評価する効果的な手段として利用します5-7。
このパラダイムの1つのアプリケーションは、新生児の脳損傷後のワーキングメモリの欠損をテストすることです。ヒトでの研究によると、脳損傷のリスクがある早産児は、後年でワーキングメモリの欠損を示すことが示されています10,11。新生児の脳損傷は、出生後の発達の早い段階で低酸素/虚血(HI)を誘発することにより、げっ歯類でモデル化できます12-15。さらに重要なことに、リスクのある乳児に見られる空間学習とワーキングメモリの欠損は、橈骨腕水迷路を使用したげっ歯類で並行しており、このような障害の研究のための堅牢なモデルとなっています8,9。また、8アームの放射状水迷路は、参照メモリとワーキングメモリの同時定量化を可能にし、時間的制約のあるモデル(すなわち、離散的な発達未亡人)における脳損傷者と非負傷者の比較や、カウンターバランスのとれた縦方向のデザインに最適です。
このプロトコルでは、8アームの放射状水迷路(図1を参照)を使用したテスト手順と、新生児の低酸素性虚血性損傷の有無にかかわらずラットのサンプルデータについて説明します。低酸素性虚血 (HI) は、右総頸動脈の焼灼と 120 分間の 8% 酸素曝露後、出生後 7 日目に誘発されました。この外科的処置は、未熟児および新生児脳損傷の病理をモデル化するために広く使用されています(詳細については、12,13,16,17を参照)。ラジアルアームウォーター迷路パラダイムは、新生児HI損傷後の参照記憶と作業記憶能力の欠損を明らかにすることを示します。現在のプロトコルでは、参照メモリは、8 アームの放射状水迷路の 4 つの特定のアームを使用して評価され、テスト全体を通じて追加の迷路の手がかりに対して一定に保たれます。これらのアームにはエスケーププラットフォームが含まれていないため、これらのアームへの被験者のエントリは、参照記憶のパフォーマンスの低下と長期学習の欠陥を反映しています。残りの4つのアームには、一日の初めにすべて脱出プラットフォームが含まれていますが、動物がアームにうまく入り、水から脱出すると、各プラットフォームは取り外されます5-7。そのためには、動物は4回の連続した試行でどの腕に入ったかを覚えておく必要があり、追加のプラットフォームが取り外されるたびにワーキングメモリの必要量が増加します。作業記憶は、同じテスト日内に以前に脱出に使用されたアームへの再エントリ、または参照メモリアームへの再エントリを調べることによって評価されます。さらに、この設計では、海馬に依存する空間学習を反映した脱出プラットフォームを特定するために、迷路外の手がかりを利用しています。ワーキングメモリエラーと参照メモリエラーを評価するためのこの方法は、もともとJarrardらによって使用されました。18 それ以来、老化関連の神経障害、学習障害、およびホルモン操作5,6,7,19,20に続くげっ歯類モデルを評価するために広く使用されています。
このパラダイムの主な目的は、参照記憶と作業記憶を評価することです。したがって、8アームの放射状水迷路の設計は、発達性脳損傷による欠損のテストに限定されるべきではありません。それどころか、このパラダイムを用いた先行研究では、多くの実験的文脈5,6,7,18,19,20において、学習と記憶の病理を評価するために、さまざまなげっ歯類モデルを評価できることが示されている。

<table><tbody><tr><td>ARM-19455 http://www.gototanks.com</td> <td>プラスチック浴槽</td><td>Gototanks</td><td>のサイズは、テストされた種や個々のラボのニーズによって異なります。</td></tr><tr><td>iPadなどのデジタルタブレット</td><td>Apple Inc.</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>http://www.apple.com 注目度またはその他のメモ取りアプリケーション</td><td>Gingerlabs</td><td>N / A</td><td> http://www.gingerlabs.com デジタルPDFライターまたはメモ取りプログラム</td></tr><tr><td>デジタルタイマー</td><td>任意の</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>デルタフェーズ等温加熱パッド</td><td>Braintreeサイエンティフィック</td><td>ASS7D</td><td></td></tr> <tr><td>http://www.braintreesci.com/ ステンレススチール製の迷路</td><td>家で製造</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

新生児脳損傷後の作業とリファレンス記憶を評価〜8アーム放射状水迷路の使用

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

ワーキングと参照メモリは、一般的に陸上放射状迷路を用いて評価している。しかし、このパラダイムはpretraining、絶食を必要とし、香りキュー交絡を導入することができる。 8アーム放射状水迷路は、エスケープ·プラットフォームおよび救済陸上放射状迷路のデザインで観測限界を見つけるために、余分な迷路の手がかりを使用するように被験者を必要とすることによって、同時に参照し、ワーキングメモリの性能を評価するために設計されています。具体的には、被験者は各試験日の間に、以前のエスケープに使用武器（ワーキングメモリ）を避けるだけでなく、エスケープ·プラットフォーム（参照メモリ）を含有したことがない固定アームを避けるために必要とされる。再エントリが既に試験セッション中に脱出するために使用されている（したがって逃避台が除去された）及び再エントリの参照メモリにアームにアームが作動記憶障害の指標である。あるいは、参照メモリアームへの最初のエントリは、基準memorの指標であるY赤字。我々は、低酸素性虚血の誘導後の新生児の脳損傷および偽コントロールとラットのパフォーマンスを比較して、試験の11日後の作業と参照メモリの両方が大幅に赤字を表示するには、この迷路を使用していました。このプロトコルは、簡単に障害を学習する多くの他のモデルを検討するように変更することができた。

当研究室のサンプルデータでは、試験11日目において、HI群の動物はシャム群と比較して作業記憶の誤答数が有意に多いことが示されました（t = 2.124, p&lt;0.05, 図3Aを参照）。また、HI群の動物は、試験11日目までにシャム群と比較して参照記憶の誤答数も有意に多いことが示されました（t = 2.303, p&lt;0.05, 図3Bを参照）。作業記憶の誤答および参照記憶の誤答には、11日目の各個体における全4回の試行の累積誤答数が含まれます。これらの結果は、新生児脳損傷モデルにおける作業記憶および参照記憶を評価する本タスクの妥当性を裏付けるものであり、さらに、他の神経行動病理モデルを評価するための本パラダイムの有用性を支持しています。
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8アームの放射状水迷路は、被験者が脱出プラットフォームを見つけるために迷路外の手がかりを使用することを要求し、陸上の放射状アーム迷路の設計で観察された制限を改善することにより、参照と作業記憶のパフォーマンスを同時に評価するように設計されています。

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

本手順の総合的な目的は、陸上の迷路で一般的によく見られる制限を受けることなく、作動記憶と参照記憶を同時に定量化することです。まず、動物をウォーター迷路のスタートアームに配置し、隠されたプラットフォームを探索させます。各アームへの進入回数および脱出に使用されたプラットフォームの位置を記録します。次に、動物が使用した脱出プラットフォームを取り除き、この手順をさらに3回の試行にわたって繰り返します。最終ステップとして、進入は、作業記憶、正解エラー、参照記憶エラー、または作業記憶不正解エラーとしてコード化されます。最終的に、8アーム放射状水迷路は、複数の動物モデルにおける作業記憶および参照記憶の評価に使用できます。モリス水迷路などの既存の手法に対するこの手法の主な利点は、実験者が作業記憶と参照記憶の両方を同時に評価できることです。放射状迷路は、円形のベースに取り付けられた8本のステンレス製アームで構成されています。室温の水で満たされた槽の中に配置します。隠されたプラットフォームは、水面から1 cm下に設置します。4つのアームのうち、2名の実験者が必要となります。1名はデータの記録を行い、もう1名は被験者の対応を担当します。この共同作業において、実験者間のコミュニケーションは極めて重要です。各試行の前に、開始時間、被験者番号、およびプラットフォームの適切な配置を確認することが不可欠です。デジタルタブレットを用いて、迷路の走行データを記録します。PDFライタープログラムを開き、グループ1の被験者用に事前に保存されたすべてのデータ記録テンプレートをインポートします。テンプレートには、迷路とプラットフォームの位置を示す白図に加え、被験者番号、試行回数、試験日、使用した脱出プラットフォーム、および試行潜時を記録する欄が設けられている必要があります。まず、1匹目の被験体を別の加温ケージに移します。次に、8腕式水迷路内のプラットフォームが正しく配置されていることを確認します。被験体の識別番号を確認した後、被験体を迷路の壁に面するようにスタートアームに入れ、タイマーを開始します。Qの整合性を全体的に維持するため、各試行中は指定された位置で静止し続けることが重要です。対応するアームに印を付けて試験記録を入力してください。記録テンプレートにおいて、これが1回の入力としてカウントされます。被験体の肩がアームの開口面を通過したときから、被験体が4つのプラットフォームのいずれかを見つけるまで、最大120秒間の時間を設けます。動物がプラットフォームに到達したら、タイマーを止めて試行を終了します。プラットフォームに到達するまでの潜時を記録してください。各試行の整合性を維持するため、被験者の前肢がプラットフォーム上に乗った時点で、ターゲットに到達したと見なします。テストの初日は、被験者が空間的な手がかりを確認できるよう、4回すべての試行においてプラットフォーム上に10秒間留まらせてください。被験者が120秒以内にプラットフォームを見つけられない場合は、慎重に最も近いプラットフォームまで誘導し、10秒間プラットフォーム上に留まらせます。試行完了後、被験者の体をそっと持ち上げてプラットフォームから取り除きます。その後、92回目の試行間インターバルのタイマーを開始してください。低体温症を防ぐため、タオルで被験体を拭いて乾燥させます。被験体を個別のケージに戻し、温度調節パッドの上に配置します。データ記録テンプレートの該当箇所に丸をつけることで、脱出に使用した特定のプラットフォームを記録します。試行間隔中に、被験体が前回の試行で使用した脱出プラットフォームを取り除きます。次回の試行用テンプレートを開き、被験体が脱出に使用し、前回の試行までに取り除いたすべてのプラットフォームにx印を付けます。次に、次回の試行におけるプラットフォームの配置を確認します。準備が整ったら、被験体を迷路の壁に面するようにスタートアームに配置し、タイマーを開始します。この工程を計4回の試行で繰り返します。各試行後に到達した脱出プラットフォームを取り除き、各試行中および試行後にテンプレートに適切に記録してください。完了後、エスケーププラットフォームを迷路の適切なアームに戻し、次の被験体でテストプロセスを繰り返します。第1群のテストがすべて完了したら、その日のテストデータの記録シートをフォルダに書き出し、後の解析のために保存します。各試行において、以前にプラットフォームが設置されていたアームへの初回進入回数および再進入回数をカウントしてください。これらは作業記憶の誤りです。参照記憶の誤りは、プラットフォームが設置されていないアームへ初めて進入した回数としてカウントされます。プラットフォームが設置されていないアームへの繰り返し進入回数は、作業記憶の誤りとされます。8アーム放射状水迷路を用いた結果、新生児期に低酸素虚血性脳損傷を負ったげっ歯類において、誤り回数の有意な増加が認められました。対照群の動物と比較して、脳損傷個体では参照記憶の誤りも増加していました。この手順を試みる際は、実験的操作を受けた動物はタスクの習熟に時間を要する場合があることに留意することが重要です。これは特に作業記憶の正誤に関する誤りに当てはまります。なぜなら、ラットには、水からの脱出が動機付けとなっている場合に、プラットフォームのあるアームに戻ろうとする自然な傾向があるためです。

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行動

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新生児脳損傷後の作業とリファレンス記憶を評価〜8アーム放射状水迷路の使用

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