Name: 小さなうろこに覆われた爬虫類の空間学習と記憶を評価します (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: 学ぶ バーンズ迷路を改変した手法で小型有鱗類の空間学習と記憶を評価する方法です。従来の齧歯類パラダイムを爬虫類に応用し、比較認知科学への新たな知見を提供します。

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

データ収集のためにM. Forney、R. Maged、K. Hellwinkleに感謝します。また、この原稿の以前のバージョンに対するコメントに対しては2人の匿名の査読者に感謝します。この研究は、LDLに対するNSF賞(IOS-0918268)の支援を受けました。

すべての手順は、ペンシルベニア州立大学の施設内動物管理使用委員会によって承認された（IACUC - プロトコルID：43242）、すべての地域、州、および連邦規制に付着しました。 1.準備<ol><li>購入または構築物バーンズ迷路を、その目標穴を確保する適切に対象の種のためにサイズ調整されています。このプロトコルでは、7大人の側-blotchedトカゲ（ うたのstansburiana）を使用します。他の種を用いた研究のための十分なサンプルサイズを決定します。 <ol><li>バーンズ迷路を構築する場合は、床から任意の標準的な、非多孔質ラウンドテーブル（直径106センチ）、上昇し76.2センチメートルを購入。 </li><li>巻尺を使用して、テーブルの周囲に26センチメートル離間10等距離点とテーブルの端から6.35センチメートルをマーク。げっ歯類迷路は、一般的に複数の穴を持っているのに対し、10ホールを使用してください。そうすることでエスケープオプションの数の削減を可能にします。 </li><li>ホールソービットを使用して（2.54直径cm）で、すべての10ゴールの穴と砂の任意のシャープなエッジをドリルアウト。 </li><li>寸法のためのガイドとして家庭用エンクロージャを使用して、ネジで各ホールの下4棚支持ペグをマウントします。 </li></ol></li><li>明るい頭上の照明やナビゲーション（ドア、キャビネットなど ）に利用可能な空間キューと静かな部屋で迷路を置きます。 </li><li>直接迷路上記のオートフォーカス、広角レンズウェブカメラ（11.3センチメートルのx 3.99センチメートル）または他の適切なカメラをマウントします。ビデオフィードからの視野が全体の迷路を包含するようにしてください。 </li><li>迷路からコンピュータとオブザーバー椅子少なくとも1メートルを配置します。 </li><li>永久的なマーカーまたはテープで床の上に迷路の脚をマークします。これは、裁判の過程で迷路の任意の微小移動を補正することができます。 </li><li>ランダムに &quot;10&quot;を介して連続して「1」として、穴の1と番号他の穴を割り当てます。永久的なマーカーで、外側の側面に沿って番号を書き込みます参照を容易にするための迷路の。数字は迷路内の動物には見えないことを確認してください。 </li><li>ランダムに乱数発生器を使用して、被験体にゴール穴を割り当てます。 </li></ol> 2.訓練試行注：爬虫類、文献から得ることができる好適な体温を有します。動物は複数の訓練試行の上に遅くなる場合は、迷路はあまりにもクールであってもよく、これは動作に影響を与える可能性があります。迷路の下に小さなスペースヒーター、熱テープが適切に最適な体温および行動性能を維持するために、迷路の表面温度、体温の最良の熱指標を増加させることができます。 <ol><li>被験者は、試験室の外に収納されている場合は、試験前に室温で少なくとも30分に自宅エンクロージャ内の動物をもたらします。試験前に体温を維持するために、ホーム・エンクロージャ（ 例えば 、加熱ランプ、加熱テープ）の熱を提供するために必ず。 <ol><li>ビデオフィードのためのオープン追跡ソフトウェアとウェブカメラアプリケーションです。カスタムトラッキングソフトウェアは、Matlabの画像処理ツールボックスのために書かれました。他の追跡ソフトウェアは、市販されています。 </li><li>ビデオフィードからの視野を評価します。迷路が視野にない場合は、迷路は床にマークの範囲内であることを確認してください。 </li><li>日付に関する情報を含むワークシートを開き、スタート/訓練試行の終了時刻、件名ID、割り当てられた目標の穴、数回の訓練試験の実行、ノート、観察者のイニシャル。 </li><li>被験者が試験される順序をランダム化します。体系的に被験者。 </li></ol></li><li>そのホームケージから第一の主題を外し、静かに迷路の中央に被写体を配置します。動物の上にプラスチック製の浴槽を置きます。そうすることは研究者が無意識の向きの偏りを防ぐことができます。 30秒が順応することを可能にします。 </li><li>直接以下のように、迷路の下で動物のホームケージをマウントペグマウントに囲いの上部をスライドさせることで、目標穴を締結しました。ホームケージでの日光浴の岩は、動物が穴に下降するときの止まり木となる穴、直下にあることは確かです。この時点で、ナビゲーションで使用するための家庭用筐体の熱的または化学的手がかりの使用は無関係です。 <ol><li>げっ歯類の迷路は、被写体のエスケープとしてクリーンな筐体を使用しています。しかし、迷路の下で動物のホームエンクロージャを搭載することにより訓練試行中穴への参入を奨励します。 </li></ol></li><li>ゆっくり迷路の上からプラスチック製の浴槽を削除します。 </li><li>ウェブカメラアプリケーションで訓練試行の記録を開始します。 <ol><li>被験者は10分間迷路を探索することができます。非定型何が発生した場合は、ワークシートにこの点に注意してください。 </li><li>被験者が落下またはテーブルをオフに実行している場合は、そっと迷路の中央に被写体を返します。動物、30秒以下のための迷路の外にある場合、タイミングと記録を続けます。被験者は30秒以上のための迷路の外にある場合は、裁判を中止します。ワークブックのメモセクションにこの情報を記録します。 </li><li>被験者が自力でゴール穴に下降した場合、その時点でのオーバーとして裁判を考えます。 </li><li>被験者がゴール穴に降りていない場合は、10分が経過した後にオーバーとして裁判を考えます。 </li></ol></li><li>被験者は10分後にゴール穴に下降しない場合は、手で穏やかに、動物を導く適切な目標の穴に、第1ヘッド。 </li><li>ビデオおよび追跡ソフトウェアを停止します。ビデオ映像を保存します。 </li><li>エンクロージャがまだ迷路の下にマウントされている間、被写体がそのホームエンクロージャ内に少なくとも2分間休ませることができます。 </li><li>スプレーボトルや紙タオルを使用して、水に1：10石鹸の希釈石鹸混合物で迷路の上部を清掃してください。迷路をナビゲートするときにそうすることで化学的手がかりの使用を排除します。いくつかの種、化学感覚情報を頻繁に使用すること特に、necesすべての香りの手がかりを排除するためにお湯で迷路の追加のすすぎをsitate。 </li><li>迷路の下からエンクロージャを削除し、いずれかの同じ個体か、新しい個人と訓練試行を繰り返します。各被験者は、個々の試験の間30分間隔で、一日あたり最大5訓練試行で実行することができます。 </li><li>被験者が自力でそのゴールの穴に下降するまでの目標位置の学習が発生したことを示す、3つの異なる訓練試行中に、この手順を繰り返します。 3訓練試行が連続している必要はありません。被験者がこの基準に達した場合、被験者は、空間記憶を評価するためにプローブ試行に移動します。 </li></ol> 3.プローブトライアル注：被験者が基準に達すると、対象はゴールに移動する方法を学びました。被験者は、空間戦略またはいくつかの他のナビゲーション戦略を使用してナビゲートされている場合は、この時点では、それはまだ不明です。プローブ試行被験者は訓練試験で基準に達した後、これのための試験は、一日を実行する必要があります。 <ol><li>迷路の足が床にマーク内であることを保証する、迷路を180°回転させます。迷路の回転は直接、より安定した空間キューと直接競合しているとの目標を識別ローカル手がかりを可能にします。 </li><li>迷路の下で対象のホームエンクロージャを取り付ける工程2.3を省略し、2.5.2 - を繰り返して、2.1を繰り返します。そうすることで迷路探査中に自宅のエンクロージャから発せられる嗅覚や他の手がかりの使用を排除します。 </li><li>プローブ試験中、被験者は探索行動を評価するために、完全な10分間迷路を探索するのは自由です。 10分後、ビデオ、および追跡ソフトウェアを停止します。 </li><li>迷路から被写体を削除し、そのホームケージに戻します。 </li><li>希釈された石鹸混合物と迷路の上部を清掃してください。 </li></ol> 4.行動措置注：トレーニングトリアについて（;動物の鼻の穴から1cm以内でなければなりませんnongoal穴の調査は）、との正しい象限に費やした時間の割合LSは、行動などの目標穴に到達するための待ち時間などの対策、発生したエラーの数を含みます迷路。 <ol><li>訓練試行のために、検索方針を決定します。直接の戦略は、より少ない3エラーでゴール穴に下降として定義されています。シリアル戦略は迷路の周囲に沿って3つ以上の連続した迷路の穴の検査です。ランダムな戦略は、3つ以上のエラーが発生した迷路の穴の非シリアル検査です。 注：プローブ試験のために、行動測定は、空間的に正しい穴に到達する待ち時間、空間的に正しい穴を調査する前に発生したエラーの数、および迷路の空間的に正しい象限に費やした時間の割合を含みます。 </li><li>計算するときに、空間的に正しい目標穴の非ランダム選択のより厳格な評価のために、交換せずにサンプリングを採用チャンス率。 </li></ol>

<ol><li>Adriano, F., Caltagirone, C., Spalletta, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+volume+reduction+in+first-episode+and+chronic+schizophrenia%3A+A+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscientist%22%5BJournal%5D)">Hippocampal volume reduction in first-episode and chronic schizophrenia: A review and meta-analysis.</a> Neuroscientist. 18, 180-200 (2012).</li>
<li>Karl, A., Schaefer, M., Malta, L. S., Dorfel, D., Rohleder, N., Werner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+meta-analysis+of+structural+brain+abnormalities+in+PTSD%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Biobehav.+Rev%22%5BJournal%5D)">A meta-analysis of structural brain abnormalities in PTSD.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 30, 1004-1031 (2006).</li>
<li>Shi, F., Liu, B., Zhou, Y., Yu, C., Jiang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+volume+and+asymmetry+in+mild+cognitive+impairment+and+Alzheimer%27s+disease%3A+Meta-analyses+of+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Hippocampal volume and asymmetry in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: Meta-analyses of MRI studies.</a> Hippocampus. 19, 1055-1064 (2009).</li>
<li>Videbech, P., Ravnkilde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+volume+and+depression%3A+A+meta-analysis+of+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Hippocampal volume and depression: A meta-analysis of MRI studies.</a> Am. J. Psychiatry. 161, 1957-1966 (2004).</li>
<li>Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+spatial+memory+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Assessment of spatial memory in mice.</a> Life Sci. 87, 521-536 (2010).</li>
<li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+spatial+learning+and+memory+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Assessing spatial learning and memory in rodents.</a> ILAR J. 55, 310-332 (2014).</li>
<li>Jenssen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+awareness+by+the+lizard+Anolis+Cristatellus%3A+Why+should+a+non-ranging+species+demonstrate+homing+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Herpetologica%22%5BJournal%5D)">Spatial awareness by the lizard Anolis Cristatellus: Why should a non-ranging species demonstrate homing behavior.</a> Herpetologica. 58, 364-371 (2002).</li>
<li>Pittman, S. E., Hart, K. M., Cherkiss, M. S., Snow, R. W., Fujisaki, I., Smith, B. J., Mazzotti, F. J., Dorcas, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homing+of+invasive+Burmese+pythons+in+South+Florida%3A+evidence+for+map+and+compass+senses+in+snakes%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Homing of invasive Burmese pythons in South Florida: evidence for map and compass senses in snakes.</a> Biol. Lett. 10, (2014).</li>
<li>Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+and+reversal+learning+in+congeneric+lizards+with+different+foraging+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">Spatial and reversal learning in congeneric lizards with different foraging strategies.</a> Anim. Behav. 57, 393-407 (1999).</li>
<li>Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+medial+and+dorsal+cortex+lesions+on+spatial+memory+in+lizards%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of medial and dorsal cortex lesions on spatial memory in lizards.</a> Behav. Brain Res. 118, 27-42 (2001).</li>
<li>Holtzman, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Slither+to+Hither%3A+Orientation+and+Spatial+Learning+in+Snakes%5BTitle%5D)+AND+%22Integr.+Biol%22%5BJournal%5D)">From Slither to Hither: Orientation and Spatial Learning in Snakes.</a> Integr. Biol. 1, 81-89 (1998).</li>
<li>Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+learning+of+an+escape+task+by+young+corn+snakes%2C+Elaphe+guttata+guttata%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata.</a> Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).</li>
<li>LaDage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+memory%3A+are+lizards+really+deficient%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Spatial memory: are lizards really deficient.</a> Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).</li>
<li>Nobel, D. W. A., Carazo, P., Whiting, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+outdoors%3A+male+lizards+show+flexible+spatial+learning+under+semi-natural+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Learning outdoors: male lizards show flexible spatial learning under semi-natural conditions.</a> Biol. Lett. 8, 946-948 (2012).</li>
<li>Foà, A., Basaglia, F., Beltrami, G., Carnacina, M., Moretto, E., Bertolucci, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orientation+of+lizards+in+a+Morris+water-maze%3A+roles+of+the+sun+compass+and+the+parietal+eye%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Orientation of lizards in a Morris water-maze: roles of the sun compass and the parietal eye.</a> J. Exp. Biol. 212, 2918-2924 (2009).</li>
<li>López, J. C., Vargas, J. P., Gómez, Y., Salas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+and+non-spatial+learning+in+turtles%3A+the+role+of+medial+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Spatial and non-spatial learning in turtles: the role of medial cortex.</a> Behav. Brain Res. 143, 109-120 (2003).</li>
<li>Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+role+for+acetylcholine+in+spatial+memory+in+turtles%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">A role for acetylcholine in spatial memory in turtles.</a> Physiol. Behav. 56, 135-141 (1994).</li>
<li>Zani, P. A., Jones, T. D., Neuhaus, R. A., Milgrom, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+refuge+distance+on+escape+behavior+of+side-blotched+lizards+%28Uta+stansburiana%29%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Zool%22%5BJournal%5D)">Effect of refuge distance on escape behavior of side-blotched lizards (Uta stansburiana).</a> Can. J. Zool. 87, 407-414 (2009).</li>
<li>Mason, R. T. Reptilian Pheromone. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMason%2C+RT+%22Hormones%2C+Brain%2C+and+Behavior%3A+Biology+of+the+Reptilia%22">Hormones, Brain, and Behavior: Biology of the Reptilia</a>. Gans, C., Crews, D. , University of Chicago Press. 114-228 (1992).</li>
<li>Crawley, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains%3A+implications+and+recommendations+for+molecular+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacology. 132, 107-124 (1997).</li>
<li>Schellinck, H. M., Cyr, D. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+Many+Ways+Can+Mouse+Behavioral+Experiments+Go+Wrong%3F+Confounding+Variables+in+Mouse+Models+of+Neurodegenerative+Diseases+and+How+to+Control+Them%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Stud.+Behav%22%5BJournal%5D)">How Many Ways Can Mouse Behavioral Experiments Go Wrong? Confounding Variables in Mouse Models of Neurodegenerative Diseases and How to Control Them.</a> Adv. Stud. Behav. 41, 255-366 (2010).</li>
<li>O'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, 315-324 (2012).</li>
<li>O'Leary, T. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+apparatus+design+and+behavioral+measures+for+the+assessment+of+visuo-spatial+learning+and+memory+of+mice+on+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze.</a> Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).</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+%22Behav.+Brain.+Res%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> Behav. Brain. Res. 198, 58-68 (2009).</li>
<li>Roth, T. C., Krochmal, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+age-specific+learning+and+experience+for+turtles+navigating+a+changing+landscape%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of age-specific learning and experience for turtles navigating a changing landscape.</a> Curr. Biol. 25, 333-337 (2015).</li>
</ol>

著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。

実験空間学習と記憶のためにテストする場合、プロトコルの主な手順のいくつかで対処されているいくつかの重要な概念の問題があります。まず、被験者は、彼らが訓練試行の過程で目標穴の位置を学習していることを証明しなければなりません。予め設定された基準を達成する目的の穴位置の学習が発生したことを示しています。被験者がゴール穴の位置を学習しない場合は、ナビゲーションの戦略を決定するための実現可能な方法はありません。動物が基準に達しない場合は、プローブ試行は、キューが迷路のナビゲーション時に優先されるかを決定するために重要です。プローブ試行の間に、ローカルおよび空間キューは、ナビゲーションのための唯一の手がかりのの使用を優先する被写体を強制的に対立しています。このように、プローブ試行は、キューのタイプは迷路のナビゲーション中にリコールと優先順位付けされているかの評価のために重要です。対空間ローカル手がかりに焦点のため、ナビゲーションのために使用され得る他の潜在的な手がかりを排除することが重要です。これらの手がかりは、研究の潜在的な交絡になる可能性があります。特に、うろこに覆われた爬虫類では、嗅覚は、配偶者選択、捕食回避、および食品19</su...

このような認知能力の進行性の低下とアルツハイマー存在として多くの神経変性疾患は、通常、脳1-4の劣化と同時に。認知プロセス上の脳損傷や劣化の影響を試験するために、臨床研究は、モデル齧歯類および試験装置およびプロトコルの標準化の利点を活用しています。特に、空間学習と記憶のプロセスは、このようなモリス水迷路、バーンズ迷路、および放射状迷路のようないくつかの標準的なパラダイムを介して評価されている（これらおよび他のパラダイムの包括的見直しのため、5,6を参照してください）。これらの空間学習および記憶パラダイムの豊かな歴史は、研究者が人間の記憶、脳機能、および疾患の関係のファセットとニュアンスの多くを理解することができ、非常に成功しました。 認知プロセスの評価が終了するための臨床研究で検討されてきたが電子いくつかの時間は、nonmodel種の認知能力に向けた研究は比較的新しいです。 nonmodel種で認知を研究する研究者は、特に生存と再生の文脈では、一般的に認知過程の生態と進化の関連性に興味を持っています。爬虫類のいくつかの研究では、高度な認知能力は、特定の空間記憶に、いくつかの行動、特にに関するナビゲーションと向きの根底にあることが示唆されています。多くの研究は、爬虫類の変位7,8-後に再配向することができることを実証しているがしかし、再配向挙動の基礎となる認知的メカニズムはまだ離れてからかわれていません。このため、いくつかの研究は、実験的にナビゲーション9-17時空間学習及び記憶の重要性を評価することを試みてきました。これらの研究における方法論は、主に、げっ歯類のパラダイムとプロトコルをモデルに時々爬虫類で使用するために修正されたが、これらの研究されています空間記憶を評価する変数成功を収めています。他の研究は、このような9,10の証拠を発見しながら、いくつかの研究では、いくつかの種11-17で空間学習と記憶を実証しました。したがって、爬虫類のナビゲーション中の空間学習と記憶の役割や存在はまだ不明です。 実験的に爬虫類に空間学習と記憶を評価する際に問題となり得る1つの問題は、タスクの生態学的関連性です。爬虫類は生態、行動、生理機能に大きな変化を実証げっ歯類全く異なる特殊な分類群です。爬虫類の種間の動作の違いは、おそらく使用パラダイムは自然な行動にタップしていない場合は特に、空間認知能力の評価に影響を与える可能性があります。この迷路は理想的なパラダイムの選択ではないかもしれないのに対し、例えば、一般的に小さな裂け目に避難を求めるの種で、空間的な能力が簡単にバーンズ迷路を用いて評価することができます一般的に静止したままの種インチ同様に、ほとんどのうろこに覆われた爬虫類は水生ではありませんので、モリス水迷路は、空間学習および記憶をテストするための適切な選択であること（ただし、15を参照してください）ないかもしれません。しかし、この迷路は亀16に空間的な能力をテストするための理想的な選択肢かもしれません。爬虫類は、特に基板の、テスト手順中に考慮されなければならない、外温性と適切な温度維持している最後に、このグループの生理機能は、考慮されなければなりません。 ここで紹介するプロトコルとパラダイムは、大人の側blotchedトカゲの空間学習と記憶（ うたstansburiana）13、一般的に岩18の小さな隙間に捕食者から逃げる小さなトカゲを探索するために使用されました。種の自然史と行動のこの側面を知って、私たちは、空間学習と記憶をテストするために、伝統的なバーンズ迷路の修正を使用していました。バーンズ迷路ISAドライランド迷路、通常は齧歯類モデルにおける空間認知をテストするために使用されます。我々は、設計およびプロトコル（後述）の両方で、げっ歯類の迷路からいくつかの方法で私たちの迷路を変更しました。我々の迷路プラットフォームの周囲に沿って互いから等距離に10穴（ 図1）を有する円形プラットフォームから成っていました。ここで説明するプロトコルはゴール穴の位置を学習する訓練試行に参加する対象を必要とする被験者がゴール穴の位置を学習したら、その後、プローブ試行を目標に、ナビゲーション中の空間メモリの使用を確認するために使用されます。

<table><tbody><tr><td>バーンズ迷路</td><td>TSEシステム</td>ズ<td>302050-BM / M</td><td>他のベンダーから入手可能です。あるいは、バーンズ迷路は、標準的な非多孔質の円卓から構築することができます。</td></tr><tr><td>ヒートテープ</td><td>ビッグアップルペットサプライ</td><td></td><td>迷路の下の床にある小さなスペースヒーターを使用する場合もあります。</td></tr><tr><td>小動物用ペットキーパー</td><td>ペトコ</td><td>1230204</td><td>迷路の下に設置できるハウジングエンクロージャー。</td></tr><tr><td>ニッケルメッキシェルフサポートペグNewegg</td><td></td><td>241941</td><td>迷路の下側に取り付けられたペグ。試験中にエンクロージャーを迷路に固定します。</td></tr><tr><td>LifeCam Studio Web カメラ</td><td>Microsoft</td><td>Q2F-00013</td><td>他のベンダーから入手可能です。他のブランドのウェブカメラも使用できます。</td></tr><tr><td>追跡ソフトウェア</td><td>Matlab および Image Toolbox</td><td></td><td>ビデオ追跡ソフトウェア用にカスタム作成されたコード。TSEシステムズのVideoMot 2などの他の追跡ソフトウェアも使用できます。</td></tr></tbody></table>

小さなうろこに覆われた爬虫類の空間学習と記憶を評価します

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

臨床研究は、一般的に空間学習および記憶能力をターゲットに、認知機能の低下を評価するためのパラダイムの様々な活用しています。しかし、nonmodel種の認知プロセスへの関心は、一般的に生態コンテキスト内で、また研究の新興分野となっています。爬虫類の認知に関する実験的研究が疎であるが、特に、爬虫類における認知プロセスへの関心が高まっています。実験空間学習と記憶のためにテストしているいくつかの爬虫類の研究は爬虫類で使用するために修正されたげっ歯類のパラダイムを使用しています。空間的に基づく認知のためにテストするときしかし、この分類群の生理機能および行動の生態学的に重要な側面を考慮しなければなりません。ここでは、乾燥した土地バーンズ迷路と小さなうろこに覆われた爬虫類で空間学習および記憶能力のために、プロービング時のパフォーマンスを向上させることができ、関連試験プロトコルの変更について説明します。説明パラダイムとプロceduresが正常に空間学習と記憶が生態学的関連装置およびプロトコルと、この分類群で評価することができることを実証し、オス側-blotchedトカゲ（ うたstansburiana）と共に使用しました。

このプロトコルは、小さなトカゲで空間的にベースのナビゲーションの実験的な評価が可能になります。以前の研究では、正常に男性側-blotchedトカゲ13で空間ナビゲーションを探索するために、このプロトコルを使用していました。その特定の研究では、男性はゴールの穴に移動するように訓練されたと、基準に達した後は、ゴールの穴にナビゲートするときに優先順位キューを評価するために、プローブ試行に進みました。 48.29：平均（81訓練試行 - ここで紹介するその研究からの代表的な結果は、トカゲがゴールの位置を学習した一方で、各個人の基準に到達するために必要な訓練試行の数はかなり変動したと17の範囲であったことを示しています）。そのため、個人全体の基準に到達するための訓練試行の可変数の、試験は四分位に分け、平均しました。複数の訓練試行のINDIVIオーバー双対は、被験者が目標穴た（p = 0.012、 図2）の...

この論文は、空間記憶と学習を評価するために使用される標準的なげっ歯類のパラダイムであるバーンズ迷路の修正版を、小さな有鱗目爬虫類で使用するためのものです。

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

この手順の全般的な目的は、改良されたバーンズ迷路を用いて、小型の有鱗目爬虫類における空間記憶と学習を評価することです。この手法は、非モデル生物、特に小型の有鱗目爬虫類の空間認知プロセスに関する重要な疑問を解決するのに役立ちます。この技術の主な利点は、従来のげっ歯類向けのパラダイムであるバーンズ迷路を改良し、小型のトカゲにおける空間学習および記憶の検査を可能にした点にあります。この迷路は、他の動物種にも適用できるように同様に変更することが可能です。本プロトコルでは、バーンズ迷路を購入または作製する必要があります。目的の孔のサイズが、対象となる動物種に適していることを確認してください。本デモンストレーションではフェンスリザードを使用しているため、穴のサイズをそれに合わせています。迷路は、静かな部屋の明るい天井照明の下に配置し、動物がナビゲートしやすいよう、ドアやキャビネットなどの空間的な手がかりを迷路の周囲に設けてください。迷路の上部には、オートフォーカス機能付きの広角レンズウェブカメラまたはその他の適切なカメラを設置します。重要なのは、視野の中に迷路全体が収まるようにすることです。迷路の側方から少なくとも1m離れた位置に、動物のトラッキングに使用するコンピュータを配置してください。配置が完了したら、迷路の脚の位置を油性マジックやテープで床にマークし、容易に元の位置に調整して戻せるようにします。迷路に関しては、脱出孔の一つをランダムに1番とし、他の孔に10番まで連番を振ります。動物にとって視覚的な手がかりにならないよう、番号は迷路の外壁に沿って記入してください。必要に応じて、迷路の下に小型スペースヒーターを設置するか、 ısıテープを貼り付けて迷路表面の温度を上げ、動物が代謝活動に最適な体温を維持できるようにしてください。まず、各動物にゴールホールをランダムに割り当てます。動物を試験室外で飼育している場合は、試験開始の少なくとも30分前にホームケージを室内に運び入れてください。試験時に動物が最適な体温であるよう、必要に応じて暖房を提供してください。コンピューターで、カスタムMATLABトラッキングソフトウェアとウェブカメラアプリケーションを開き、ビデオフィードを取得します。次に、視野を再度評価し、必要に応じて迷路の位置を調整します。続いて、ワークシートを開き、日付、開始および終了時刻、動物ID、割り当てられたゴール穴、トレーニング試行回数、備考、観察者のイニシャルを含む、基本的な実験パラメータを記録します。次に、動物の試験順序をランダム化し、系統的に試験を開始します。まず、動物をホームケージから取り出し、迷路の中央に静かに置きます。その後、不透明なプラスチック製の容器で動物を覆い、30秒間容器に慣らします。その間に、動物のホームケージを迷路の下、指定された脱出孔の直下に設置します。囲いの上面をペグマウントに差し込み、バスキングロックをケージ内の脱出孔の直下に配置します。次に、迷路上のプラスチック製タブリフトをゆっくりと取り除き、コンピュータで試行の記録を開始します。動物に10分間迷路を探索させ、非定型的な事象が発生した場合はワークシートに記入します。動物が落下したかテーブルから外れた場合は、迷路の外にいた時間が30秒以内であれば、優しく迷路の中央に戻してください。それ以外の場合は、試験を中止し、その結果を備考欄に記録します。被験体が自力で脱出穴に降りた時点で、試行を終了します。被験体が10分以内に穴に脱出しない場合は、試行を終了し、動物の頭部を先にして手で優しく脱出穴へと誘導してください。迷路下のホームケージに戻った後、動物を少なくとも2分間休ませてください。その間に、希釈した石鹸液とペーパータオルで迷路の上部を清掃します。化学感覚情報を多用する一部の種では、すべての嗅覚手がかりを除去するために、迷路を熱湯でさらにすすぐ必要があります。迷路の清掃が完了したら、迷路の下から囲いを取り除き、動物のテストを続行します。各個体は、試験間に30分間の間隔を空けて、1日につき最大5回まで迷路走行を行います。被験体が補助なしで目標穴に3回到達するまで、このトレーニング手順を繰り返します。これらの成功は連続している必要はなく、必要な試験回数に制限はありません。基準に達するまでのトレーニング回数が負担になる場合があります。種固有の自然史や行動を考慮し、生態学的に適切な方法で迷路を変更することで、この負担を軽減できる可能性があります。その後、翌日にプローブ試行を行い、その動物をさらにテストします。動物が脱出孔を学習した後、プローブ試行を行い、空間戦略を用いてナビゲートしているか、あるいは他のナビゲーション戦略を用いているかを判断します。この試行では、迷路を180度回転させ、迷路内の局所的な手がかりが迷路外の空間的な手がかりと直接的に矛盾するようにします。その後、トレーニング試行と同じ手順で動物をテストします。しかし、脱出孔の下にケージは設置されていません。したがって、ケージからの嗅覚的手がかりが動物の脱出を誘導することはありません。動物が脱出孔を見つけられなかった場合は、迷路から取り出し、ホームケージに戻してください。穴の位置を教えないでください。以前と同様に、次の個体をテストする前に必ず迷路を清掃してください。上述の手順に従い、7匹の成体サイドブロッチトカゲをテストしました。プローブ試行に進むまでに、個体あたり17回から81回の試行を要し、平均は50回に近い値であった。第1四分位数よりも第4四分位数の試行において、グループが脱出孔を見つけるまでの時間は有意に短くなっており、これは学習が進んだことを示唆している。プローブ試行中、個体は偶然よりも十分に高い確率で空間的に正しいゴール孔に向かい、迷路のこの象限で大半の時間を過ごした。このように、迷路内の局所的な手がかりよりも、室内の空間的な手がかりが優先されていました。このビデオを視聴することで、小型の有鱗目爬虫類の試験に適するようにバーンズ迷路を修正する方法と、訓練およびプローブ試行で動物を走らせる方法について、十分に理解できたはずです。この手順を試みる際は、空間記憶と学習を調べるためのタスクを設計する際に、対象種の自然史と行動を考慮することが重要であるということを忘れないでください。この手順に続き、空間的手がかりの信頼性を低下させたり、局所的な手がかりをより顕著にしたりするなど、より詳細な応用を行うことが適切である。そうすることで、異なる手がかりの安定性が、手がかりの優先順位付けや記憶をどのように調節するかを明らかにできる可能性がある。

assessing-spatial-learning-and-memory-in-small-squamate-reptiles

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

このビデオは、マウスでBarnes Mazeを使用する方法を示しています。Barnes...

Barnes Maze:実験動物における空間的学習と記憶の評価方法

このプロトコルの目標は、げっ歯類の空間認知を調査することです。ダブルHウォーター迷路は新しいテストであり、学習、統合、記憶のさまざまな要素、および記憶システムの相互作用を解明するのに特に役立ちます。...

ダブルH迷路：げっ歯類での学習と記憶のための堅牢な行動試験

新規モデルにおける共病的なアルツハイマー病（AD）とストロークの状態を調べるために、3つの動作タスクは、モータ制御および認知行動の両方を評価することに記載されています。これらのタスクは、ビーム歩行タスク、シリンダータスクとモリス水迷路を含みます。...

モーターと脳卒中とアルツハイマー病のトランスジェニックラットモデルにおける海馬依存性の空間学習とリファレンスメモリ評価

本稿では、ナビゲーションにおける認知の役割を文書化し、定量化するために、メモリやラジオテレメトリの薬理学的操作を組み合わせた新たなプロトコルを記述します。...

放し飼いの動物における空間認知を研究するために薬理学的操作と高精度ラジオテレメトリーを使用しました

ここでは、泳ぎを必要としないマウス特異的認知試験のプロトコールを紹介します。この試験は、制御された皮質衝撃誘発性外傷性脳損傷マウスを擬似対照から首尾よく区別するために使用することができる。...

半径方向水迷路迷路を用いた外傷性脳損傷のマウスモデルにおける空間記憶障害の評価

このプロトコルを記述するバーンズ迷路テストに基づいて、行動分析、空間環境の知識によって変更される操作方法本能的な防衛を研究します。...

マウスで本能的な防衛中に空間記憶の役割を調査するため行動分析

Y迷路は、動物の行動、特に様々なソースからの孤立した化学的手がかりを駆動する特定の刺激の関連性を決定することを可能にする。慎重な設計と計画は、堅牢なデータ(例えば、差別、探査の程度、多数の行動)をもたらすことができます。この実験装置は行動および生態学的な質問に強力な洞察を提供できる。...

囲まれたY迷路を使用して爬虫類の化学感覚挙動を評価する

ここでは、仮想現実(VR)を使用してマウス空間学習を調査するための簡略化されたオープンソースのハードウェアとソフトウェアのセットアップを紹介します。このシステムは、マイクロコントローラのネットワークと使いやすいPythonグラフィカルソフトウェアパッケージを実行するシングルボードコンピュータを利用して、車輪の上で動作するヘッド拘束マウスに仮想リニアトラックを表示します。...

頭部拘束マウスの空間学習計測のためのオープンソースバーチャルリアリティシステム

ここでは、空間ナビゲーションとエピソード記憶能力の両方を評価する、新しく、簡潔で、アクティブな空間ナビゲーションタスクを紹介します。重要なことに、空間ナビゲーションとエピソード記憶は互いに関連しており、このタスクは運動に対する感受性を示しました。...

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

げっ歯類の行動実験のほとんどは、もともとラットのために考案されました。ラットとマウスの行動の違いにより、マウスには改造が必要な場合があります。マウスの空間作業記憶をテストし、作業記憶タスク中のストレスを最小限に抑える方法を提示します。...

半自動8アーム放射状迷路におけるマウスの食欲をそそる空間作業記憶タスク、迷路における恐怖記憶連想の低減

学ぶ バーンズ迷路を改変した手法で小型有鱗類の空間学習と記憶を評価する方法です。従来の齧歯類パラダイムを爬虫類に応用し、比較認知科学への新たな知見を提供します。

小さなうろこに覆われた爬虫類の空間学習と記憶を評価します

さらに動画を探す