Barnes Maze: A Method For Assessing Spacial Learning and Memory in Lab Animals
JoVE Encyclopedia of Experiments
Biologie
0 weergaven • 3:37 min • April 30th, 2023
The Barnes Maze is a circular platform with equally spaced holes around its edge and an escape box under a target hole. Lab animals navigate through the maze to find the target hole and escape from innately aversive stimuli like open spaces and bright lights.
To begin, place the subject, for example a mouse, in the center of the maze under a dark chamber. Then, lift the chamber and release the animal in the arena. To motivate the subject to effectively enter the target hole, use a mildly aversive stimulus such as ultrasonic sound.
The trial ends when the mouse enters the target hole or a predefined time has elapsed. Spatial learning and memory are measured during each trial by recording the number of holes that the subject explored and the time it took to complete the trial as well as mapping the animal's path and spatial navigation.
Before beginning the Barnes Maze testing procedure, clean all of the maze components with water and 70% ethanol. When the components are dry, assemble the maze and randomly assign each mouse to a target hole to use throughout the testing period.
The holes can be labeled 1 to 20 on the bottom of the maze or on the outside of the maze perimeter where they are not visible from within the maze. To start a training test, replace the assigned hole disk with a 23 by 11 centimeter black box and use rubber bands and hooks to firmly attach the box to the maze.
Then, place a mouse onto the center of the Barnes Maze beneath a cup and allow the mouse to acclimate for 30 seconds. At the end of the acclimation period, begin the video recording and turn on the light and ultrasonic noisemaker.
Lift the cup via a string mechanism to avoid biasing the initial heading of the animal and start a timer behind an observation curtain. Track the animal's movements on a piece of paper with a diagram of the maze and use the diagram to analyze the mouse's search strategies as well as to determine the number of holes that were explored in the quadrant opposite the target.
When the mouse enters the target hole, cover the hole with a heavy opaque binder and turn off the ultrasonic noisemaker. If the mouse has not entered the target after 5 minutes, corral the animal into the target hole. Then, allow the mouse to remain in the target box for 1 minute undisturbed, making sure to turn off the ultrasonic noise. Then, return the animal to its cage.
When all of the mice have been tested, manually review their recording to track the overall movement of the mouse to determine the number of incorrect holes explored before and after the target is found, as well as the number of holes from the target hole to the first hole explored and any notable grooming behavior.
Overzicht
Het Barnes-doolhof is een gedragstest die wordt gebruikt om ruimtelijk leren en geheugen bij laboratoriumdieren, zoals muizen, te beoordelen. Dit cirkelvormige platform met gaten langs de rand stelt onderzoekers in staat om te bestuderen hoe proefpersonen navigeren om een ontsnappingsdoos te vinden, terwijl ze aversieve stimuli vermijden.
Belangrijkste Componenten van de Studie
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragspsychologie
- Diercognitie
Achtergrond
- Het Barnes-doolhof is ontworpen om ruimtelijk leren en geheugen te evalueren.
- Het maakt gebruik van aversieve stimuli om de proefdieren te motiveren.
- Het reinigen en voorbereiden van het doolhof is essentieel voor nauwkeurige resultaten.
- Aan elke muis wordt een specifiek doelgat toegewezen voor consistentie tijdens de proeven.
Doel van de studie
- Om het vermogen tot ruimtelijke navigatie bij muizen te meten.
- Om de impact van aversieve stimuli op leren en geheugen te analyseren.
- Om exploratiepatronen en de door de proefpersonen gehanteerde strategieën te volgen.
Gebruikte methoden
- Plaatsing van de muis in het midden van het doolhof onder een donkere kamer.
- Gebruik van ultrasone geluiden als motivationele aversieve stimulus.
- Registratie van het aantal verkende gaten en de tijd die nodig is om het doel te vinden.
- Handmatige beoordeling van de geregistreerde bewegingen om zoekstrategieën te analyseren.
Belangrijkste resultaten
- De proefpersonen vertoonden variërende strategieën bij het navigeren door het doolhof.
- De tijd die nodig was om het doelgat te vinden, varieerde tussen de individuele muizen.
- Exploratiepatronen wezen op leren en geheugenretentie.
- Opmerkelijk verzorgingsgedrag werd waargenomen na de trial.
Conclusies
- Het Barnes-doolhof is een effectief instrument voor het beoordelen van ruimtelijk leren bij knaagdieren.
- De resultaten dragen bij aan het begrip van cognitieve processen bij dieren.
- Verdere studies kunnen de effecten van verschillende stimuli op het leren onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Kwantitatieve beoordeling van ruimtelijk leren en geheugen met behulp van het Barnes-doolhof maakt een robuuste evaluatie van de cognitieve functie in preklinische modellen mogelijk. Dit gedragsparadigma ondersteunt vroege validatie van targets en mechanische risicoreductie voor CNS-drugdiscovery-portefeuilles. Betrouwbare meting van navigatie- en geheugenprestaties vergroot het voorspellende vertrouwen bij kritieke overgangspunten in het ontdekkingsproces.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt onderzoek mogelijk naar cognitieve fenotypes die gekoppeld zijn aan neurologische targets.
- Ondersteunt functionele validatie van kandidaat-pathways die het ruimtelijk geheugen beïnvloeden.
- Biedt mechanische risicoreductie voor de triage van assets gericht op het centraal zenuwstelsel (CZS).
Screening & Assayontwikkeling
- Stelt gestandaardiseerde gedragseindpunten vast voor de evaluatie van verbindingen.
- Levert reproduceerbare, kwantitatieve resultaten op, zoals latentietijden en foutenaantallen.
- Faciliteert de assay-gereedheid voor het screenen van interventies die invloed hebben op de cognitie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt preklinische gedragsresultaten uit in lijn met ziekte-relevante cognitieve eindpunten.
- Maakt continuïteit mogelijk van vroege ontdekking tot preklinische validatie van CNS-assets.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor verdere ontwikkeling op basis van translationele gedragsgegevens.
Integratie van Pipeline & Workflow
De Barnes-maze wordt ingezet vanaf de vroege ontdekkingsfase tot aan preklinisch onderzoek voor programma's gericht op het centrale zenuwstelsel en cognitieve stoornissen.
- Discovery Biology: Biedt kwantitatieve gedragsmatige uitkomsten voor hypothesetoetsing en padanalyse.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare maten voor de beoordeling van verbindingen en genetische interventies.
- Analytics: Maakt statistische vergelijking mogelijk van navigatietijd, foutpercentages en zoekstrategieën tussen cohorten.
- Translationeel Onderzoek: Slaat een brug tussen preklinische cognitieve eindpunten met klinische relevantie in CNS-pipelines.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar gedragsplatform voor diverse neurobiologische studies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de validatie van CNS-targets.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, schaalbare en reproduceerbare gedragsevaluaties.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie in neurofarmaceutische portfolio's.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risicogebaseerde prioritering en verdere ontwikkeling van CNS-assets.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in gedragsneurowetenschap en het werken met dieren.
- Vereist video-opname en een infrastructuur voor handmatige of geautomatiseerde tracking.
- Vereist standaardisatie van scorings- en analyseprotocollen tussen teams.
- Aanpasbaar voor diverse knaagdiermodellen, met aandacht voor soortspecifiek gedrag.
- Handmatige beoordeling van opnames kan de doorvoersnelheid bij grootschalige studies beperken.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Plaats en Response Leren in de Open-veld Toren Maze
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Het beoordelen van ruimtelijke leren en geheugen in Small Squamate Reptielen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Evaluatie van ruimtelijke geheugenvermindering in een muismodel van traumatische hersenletsel met behulp van een radiaal waterdierdool
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Lage-stress Route leren met behulp van de Lashley III Maze in Muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Ondiep water (Peddelen) Varianten van het Water Maze Tests in Muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Barnes Maze Teststrategieën met de kleine en grote knaagdieren modellen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
De Double-H Maze: een robuuste Behavioral Test voor leren en geheugen in Knaagdieren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Met behulp van de gewijzigde T-Maze om te beoordelen van functionele geheugen resultaten na hartstilstand
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een gedrags Assay voor het onderzoeken van de rol van ruimtelijk geheugen tijdens instinctieve verdediging in muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Analyseren van ruimtelijke leren en prosociaal gedrag in muizen met behulp van de Barnes doolhof en Damsel-in-nood paradigma 's
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026