Name: Het beoordelen van ruimtelijke leren en geheugen in Small Squamate Reptielen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: Leer ruimtelijk leren en geheugen beoordelen bij kleine squamate reptielen met een aangepaste Barnes-maze. Deze methode maakt innovatief onderzoek naar cognitieve processen in niet-modelsoorten mogelijk.

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

Wij danken M. Forney, R. Maged en K. Hellwinkle voor het verzamelen van gegevens en twee anonieme recensenten voor opmerkingen over een eerdere versie van dit manuscript. Dit onderzoek werd ondersteund door een NSF-subsidie aan LDL (IOS-0918268).

Alle procedures werden goedgekeurd door de Penn State University Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC - Protocol ID: 43.242) en gehecht aan alle lokale, provinciale en federale regelgeving. 1. Voorbereiding <ol><li> Aankoop of bouw van de Barnes doolhof, ervoor te zorgen dat doel gaten juiste maat voor de soorten van belang. Voor dit protocol, gebruiken zeven volwassen-side blotched hagedissen (Uta stansburiana). Bepaal voldoende groot monster voor studies met behulp van andere soorten. <ol><li> Als de bouw van de Barnes doolhof, aankoop van een standaard, niet-poreus ronde tafel (106 cm in diameter), verhoogde 76,2 cm van de vloer. </li><li> Met behulp van een meetlint, markeert 10 equidistante meetpunten 26 cm van elkaar rond de omtrek van de tafel en 6,35 cm van de rand van de tafel. Gebruik 10 holes terwijl knaagdier doolhoven hebben meestal meer gaten. Dit doet, zorgt voor een vermindering van het aantal te ontsnappen opties. </li><li> Met behulp van een gatzaag bit (2,54cm in diameter), boort alle 10 doel gaten en zand scherpe randen. </li><li> Monteer vier plank steun pinnen onder elke hole met schroeven, met behulp van een huis behuizing als leidraad voor dimensies. </li></ol></li><li> Plaats het doolhof in een rustige kamer met heldere overhead verlichting en ruimtelijke aanwijzingen beschikbaar voor de navigatie (deuren, kasten, etc.). </li><li> Monteer een autofocus, groothoeklens webcam (11,3 cm x 3,99 cm) of een andere geschikte camera direct boven het doolhof. Wees er zeker van dat het gezichtsveld van de video-feed omvat het gehele doolhof. </li><li> Zet de computer en de waarnemer stoel ten minste 1 m van het doolhof. </li><li> Markeer de benen van de doolhof op de vloer met een permanent marker of tape. Hierdoor kan correctie van elke minuut beweging van het labyrint in de loop van het onderzoek. </li><li> Willekeurig een van de gaten &quot;1&quot; en het nummer van de andere gaten toewijzen elkaar tot &quot;10&quot;. Met een permanente marker, cijfers schrijven aan de zijde van de buitenkantvan het doolhof voor het gemak van referentie. Zorgen dat de aantallen niet zichtbaar voor een dier in de doolhof. </li><li> Willekeurig doel gaten om de proefpersonen met behulp van een random number generator toe te wijzen. </li></ol> 2. Training Trials LET OP: Reptielen hebben een voorkeur lichaamstemperatuur die kan worden verkregen uit de literatuur. Als dieren traag over meerdere training trials worden, kan het doolhof te koud zijn en kan dit gedrag beïnvloeden. Een kleine kachel of warmte tape aan de onderkant van het doolhof voldoende kan stijgen doolhof oppervlaktetemperatuur, de beste thermische indicatie van de lichaamstemperatuur, optimale lichaamstemperatuur en gedragsmatige prestaties te handhaven. <ol><li> Als onderwerpen bevinden zich buiten de testkamer, brengen dieren in hun huis behuizingen in de kamer minstens 30 minuten voor het testen. Wees er zeker van om warmte in de woning van behuizingen (bv, warmtelampen, warmte tape) te verstrekken om lichaamstemperatuur te handhaven voor het testen. <ol><li> Open tracking software en webcam applicatie voor de video feed. De aangepaste tracking software werd voor Matlab en de Image Processing toolbox geschreven; andere tracking software is commercieel verkrijgbaar. </li><li> Evalueer het gezichtsveld van de videobeelden. Als het doolhof is niet in het gezichtsveld, controleer dan of het doolhof is binnen de markeringen op de vloer. </li><li> Open het werkblad met informatie over de datum, start / eindtijd van training trials, onder ID, toegewezen doel hole, aantal opleidingsuren proeven lopen, notities en initialen waarnemer. </li><li> Willekeurig de volgorde waarin de leerstof wordt getoetst. Proefpersonen op een systematische manier. </li></ol></li><li> Verwijder het eerste onderwerp van de kooi en plaats voorzichtig het onderwerp in het midden van het labyrint. Plaats een plastic kuip op het dier; Daarmee voorkomt onbewuste oriëntatie vertekening door de onderzoeker. Laat 30 s om te acclimatiseren. </li><li> Monteer kooi van het dier onder de doolhof, direct onder het alsondertekend doel gat, door het schuiven van de bovenkant van de behuizing in de peg mounts. Wees er zeker van dat het koesteren rots in de kooi is direct onder het gat, dat als een baars zal dienen als het dier in het gat daalt. Op dit moment is het gebruik van thermische of chemische signalen van het huis ruimte voor navigatie irrelevant. <ol><li> Knaagdier doolhoven gebruik een schone behuizing als een ontsnapping voor het onderwerp. Echter, aan te moedigen de toegang tot het gat tijdens de training trials door het monteren van huis behuizing van het dier onder de doolhof. </li></ol></li><li> Verwijder de plastic kuip van de bovenkant van de doolhof. </li><li> Beginnen met het opnemen van de training proef met de webcam applicatie. <ol><li> Laat het onderwerp van het doolhof te verkennen gedurende 10 min. Als er iets atypisch optreedt, noteer deze in het werkblad. </li><li> Als het voorwerp valt of loopt uit de tabel, voorzichtig het onderwerp naar het midden van het doolhof terug te keren. Doorgaan timing en de opname als het dier uit de doolhof voor de 30 s of minder.Als het onderwerp is uit de doolhof voor meer dan 30 s, af te breken het proces. Noteer deze informatie in de toelichting hoofdstuk van het werkboek. </li><li> Als het onderwerp afdaalt in het doel gat zonder hulp, overweeg dan het proces en meer dan op dat moment. </li><li> Als het onderwerp niet in het doel gat doet dalen, kunt u overwegen het proces en meer dan na 10 minuten zijn verstreken. </li></ol></li><li> Als het onderwerp na 10 minuten niet in het doel gat doet dalen, met de hand voorzichtig te leiden van het dier, hoofd eerst, in de juiste doel gat. </li><li> Stop video en tracking software. Spaar videobeelden. </li><li> Dat het onderwerp vervolgens gedurende ten minste 2 minuten in zijn eigen behuizing, terwijl de behuizing nog in het doolhof gemonteerd. </li><li> Met behulp van een spuitfles en papieren handdoekjes, het reinigen van de top van het doolhof met een verdunde zeep mengsel van 01:10 zeep te water. Doet, zich verzet tegen het gebruik van chemische signalen bij het navigeren het doolhof. Sommige soorten, met name degenen die zwaar gebruik van chemosensory informatie, noodzake-sitate extra spoelen van de doolhof met warm water om alle geur signalen te elimineren. </li><li> Verwijder de behuizing onder het doolhof en herhalen om de trainingsproef met hetzelfde individu of een nieuwe persoon. Elk onderwerp kan worden uitgevoerd in maximaal 5 training proeven per dag, met 30 minuten interval tussen proeven van een individu. </li><li> Herhaal deze procedure tot een onderwerp afdaalt in zijn doel gat zonder hulp, in 3 verschillende training trials, wat aangeeft dat het leren van het doel locatie heeft plaatsgevonden. De drie training proeven hoeven niet opeenvolgend te zijn. Indien een vak dit criterium bereikt, het onderwerp zich de sonde proef om het ruimtelijk geheugen beoordelen. </li></ol> 3. Probe Trials OPMERKING: Zodra een onderwerp criterium bereikt, is het onderwerp geleerd hoe om te navigeren naar het doel. Echter, op dit moment is het nog niet duidelijk of het onderwerp navigeert met een ruimtelijke strategie of een navigatie- strategie. probe proefs test voor dit en moet de dag worden uitgevoerd nadat het onderwerp criterium training trials bereikt. <ol><li> Draai het doolhof 180 °, verzekeren dat de poten van het labyrint binnen de markeringen op de vloer. Rotatie van het doolhof zorgt voor lokale signalen die direct het doel te identificeren om in direct conflict met de meer stabiele ruimtelijke cues. </li><li> Herhaal stap 2.1 - 2.5.2, weglaten stap 2.3 van de montage thuis behuizing van het onderwerp in het kader van het doolhof. Doet, zich verzet tegen het gebruik van olfactorische of andere signalen afkomstig van de woning behuizing tijdens doolhof exploratie. </li><li> Tijdens de probe trials, onderwerpen zijn vrij om het doolhof te verkennen voor de volledige 10 minuten naar verkennend gedrag te beoordelen. Na 10 min, stop video en tracking software. </li><li> Verwijder het onderwerp uit het doolhof en terug te sturen naar zijn kooi. </li><li> Reinig de bovenkant van de doolhof met het verdunde mengsel zeep. </li></ol> 4. Behavioral Maatregelen LET OP: Voor de training trials omvatten gedragsmatige metingen zoals latentie te komen tot het doel hole, aantal fouten (onderzoek van een nongoal gat, snuit van het dier moet binnen 1 cm van het gat) en deel van de tijd doorgebracht op het juiste kwadrant van de doolhof. <ol><li> Voor training trials, bepaalt een zoekstrategie. Een directe strategie wordt gedefinieerd als dalen in het doel gat met minder dan 3 fouten. Een seriële strategie onderzoek van 3 of meer opeenvolgende labyrint gaten langs de omtrek van de doolhof. Een willekeurige strategie is non-serial onderzoek van de doolhof gaten met 3 of meer fouten. NB: Voor probe trials, behavioral maatregelen omvatten latency te komen tot de ruimtelijk juiste gat, het aantal fouten gemaakt voor het onderzoeken van de ruimtelijk juiste gat, en het aandeel van de tijd doorgebracht in het ruimtelijk juiste kwadrant van het doolhof. </li><li> Voor een strengere beoordeling van de niet-willekeurige keuze van het ruimtelijk juiste doel gat, in dienst sampling zonder vervanging bij de berekening vankans tarief. </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>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

Bij experimenteel testen voor ruimtelijke leren en geheugen, zijn er een aantal belangrijke conceptuele vraagstukken die in enkele van de belangrijkste stappen in het protocol worden aangepakt. Ten eerste moet onderwerpen tonen dat zij leren de locatie van het doel gat in de loop van de training proeven. Het bereiken van de vooraf ingestelde criterium toont aan dat het leren van het doel gat locatie heeft plaatsgevonden. Als patiënten niet over de locatie van het doel gat te leren, is er geen haalbare manier om vervolge...

Vele neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer aanwezig met een geleidelijke afname in cognitief vermogen, meestal tegelijk met de afbraak van de hersenen 1-4. Om te testen voor de invloed van hersenletsel en degradatie op cognitieve processen, heeft klinisch onderzoek de voordelen van een model knaagdieren en standaardisatie van testapparatuur en protocol leveraged. In het bijzonder zijn de ruimtelijke leer- en geheugenprocessen geëvalueerd via diverse standaard paradigma&#39;s zoals de Morris water doolhof, Barnes doolhof, en radiale arm doolhof (voor een uitgebreid overzicht van deze en andere paradigma&#39;s, zie 5,6). De rijke geschiedenis van deze ruimtelijke leren en geheugen paradigma&#39;s heeft bewezen zeer succesvol, waardoor onderzoekers om veel van de facetten en nuances van de relatie tussen het menselijk geheugen, de hersenfunctie en de ziekte te begrijpen. Terwijl de beoordeling van de cognitieve processen heeft in klinisch onderzoek onderzocht voor stoppene enige tijd, het onderzoek gericht op de cognitieve vaardigheden van nonmodel soort is relatief nieuw. Onderzoekers bestuderen cognitie bij nonmodel soorten zijn doorgaans geïnteresseerd in de ecologische en evolutionaire relevantie van cognitieve processen, met name in de context van overleving en voortplanting. Sommige studies in reptielen hebben gesuggereerd dat geavanceerde cognitieve vaardigheden, in het bijzonder ruimtelijk geheugen, kunnen sommige gedragingen, met name die met betrekking tot de navigatie en oriëntatie ten grondslag liggen. Hoewel veel studies hebben aangetoond dat reptielen heroriënteren na verplaatsing 7,8, cognitieve mechanismen van heroriëntatie gedrag nog geplaagd elkaar. Hierdoor hebben sommige studies geprobeerd om experimenteel te evalueren hoe belangrijk ruimtelijk leren en geheugen tijdens de navigatie 9-17. De methode van deze studies worden voornamelijk gemodelleerd naar knaagdier paradigma&#39;s en protocollen soms aangepast voor gebruik bij reptielen, maar deze studieswisselend succes bij de beoordeling ruimtelijk geheugen hebben. Sommige studies hebben ruimtelijke leren en geheugen aangetoond in sommige soorten 11-17, terwijl andere studies vonden geen bewijs van een dergelijke 9,10. Zo is de rol of het bestaan ​​van ruimtelijke leren en geheugen tijdens het navigeren bij reptielen is nog onduidelijk. Een kwestie die problematisch kunnen zijn bij de beoordeling van experimenteel ruimtelijke leren en geheugen bij reptielen is de ecologische betekenis van de taak. Reptielen zijn een speciale taxonomische groep sterk verschillen van knaagdieren, waaruit blijkt grote variatie in de ecologie, het gedrag en fysiologie. Verschillen in gedrag tegenover reptielen soorten zou kunnen effectbeoordeling van ruimtelijke cognitieve vaardigheden, met name als het paradigma niet meer te boren in een natuurlijke gedrag. Bijvoorbeeld, in een soort die typisch toevlucht zoekt in kleine spleten, ruimtelijke vaardigheden kunnen gemakkelijk worden beoordeeld aan de hand van een Barnes doolhof dat deze doolhof niet de ideale paradigma keuze kan zijnin een soort die meestal blijft roerloos. Ook de meeste squamate reptielen zijn niet aquatische en daarmee kan de Morris water maze niet een geschikte keuze voor het testen van ruimtelijke leren en geheugen (maar zie 15); echter, kan dit doolhof een ideale keuze voor het testen van ruimtelijke vaardigheden in schildpadden 16 zijn. Ten slotte moet de fysiologie van deze groep worden verwerkt, reptielen ectothermic en juiste temperatuur houden, met name van het substraat, dient tijdens de testprocedure worden overwogen. Het protocol en paradigma hier gepresenteerde werden gebruikt om te peilen voor ruimtelijke leren en geheugen bij volwassen-side blotched hagedissen (Uta stansburiana) 13, een kleine hagedis die typisch vlucht van roofdieren in kleine spleten in de rotsen 18. Dit wetende aspect van de biologie en gedrag van de soort, gebruikten we een aanpassing van de traditionele Barnes doolhof te testen voor ruimtelijk leren en geheugen. De Barnes doolhof isa droge-land doolhof en meestal gebruikt voor het testen van de ruimtelijke cognitie in diermodellen. We pasten onze doolhof op verschillende manieren van het knaagdier labyrint, in zowel het ontwerp en protocol (hieronder beschreven). Onze doolhof bestaat uit een cirkelvormig platform 10 gaten op gelijke afstand van elkaar langs de omtrek van het platform (figuur 1). De hier beschreven protocol omvat een subject die een opleiding proeven om de locatie van een doel gat leert dan wanneer het onderwerp leert de locatie van het doel gat, een sonde proef wordt gebruikt om ruimtelijk geheugen benuttingsvoorwaarden tijdens navigatie naar het doel.

<table><tbody><tr><td>Barnes doolhof</td><td>TSE Systems</td><td>302050-BM/M</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers. Als alternatief kan een Barnes doolhof worden gebouwd vanaf een standaard, niet-poreuze ronde tafel.</td></tr><tr><td>Verwarmingstape</td><td>Big Apple Pet Supply</td><td></td><td>Kan ook een kleine ruimteverwarming gebruiken die op de vloer onder de doolhof is geplaatst.</td></tr><tr><td>Huisdierhouders voor kleine dieren</td><td>Petco</td><td>1230204</td><td>Huisvestingsbehuizing die onder de doolhof kan worden gemonteerd.</td></tr><tr><td>Vernikkelde plankondersteuningspennen</td><td>Newegg</td><td>241941</td><td>Pennen bevestigd aan de onderkant van de doolhof. Bevestigt de behuizing aan de doolhof tijdens proeven.</td></tr><tr><td>LifeCam Studio webcam</td><td>Microsoft</td><td>Q2F-00013</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers. Andere merken webcams kunnen ook worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Volgsoftware</td><td>Code op maat geschreven voor Matlab en de Image Toolbox</td><td></td><td>Video tracking software. Andere tracking software zoals VideoMot 2 van TSE Systems kan worden gebruikt.</td></tr></tbody></table>

het beoordelen van ruimtelijke leren en geheugen in small squamate reptielen

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

Klinisch onderzoek heeft een aantal paradigma&#39;s ingezet om cognitieve achteruitgang te beoordelen, vaak gericht ruimtelijke leren en geheugen capaciteiten. Echter, interesse in de cognitieve processen van nonmodel soorten, meestal binnen een ecologische context, is ook een opkomende vakgebied geworden. In het bijzonder is de interesse in cognitieve processen bij reptielen groeiende hoewel experimenteel onderzoek reptielen cognitie schaars. De weinige reptielen studies die experimenteel zijn getest voor ruimtelijke leren en geheugen hebben knaagdieren paradigma aangepast voor gebruik in reptielen gebruikt. Echter, ecologisch belangrijke aspecten van de fysiologie en gedrag van deze taxonomische groep moet rekening worden gehouden bij het testen voor ruimtelijk gebaseerde cognitie. Hier beschrijven we modificaties van het droge land Barnes doolhof en bijbehorende testprotocol dat de prestaties kunnen verbeteren wanneer het sonderen voor ruimtelijke leren en geheugen capaciteit in kleine squamate reptielen. De beschreven paradigma en proprocedures werden met succes gebruikt met mannelijke-side blotched hagedissen (Uta stansburiana), waaruit blijkt dat de ruimtelijke leren en geheugen in deze taxonomische groep kan worden beoordeeld met een ecologisch relevante apparaat en protocol.

Dit protocol zorgt voor de experimentele evaluatie van ruimtelijk gebaseerde navigatie in kleine hagedissen. Een eerdere studie met succes gebruik gemaakt van deze protocol om probe voor ruimtelijke navigatie in man-side blotched hagedissen 13. In die bepaalde studie, mannen werden opgeleid om te navigeren om een ​​doel gat en, eenmaal criterium werd bereikt, ontwikkeld tot een sonde proef om de signalen prioriteit bij het navigeren om een ​​doel gat te beoordelen. <p clas...

Dit artikel beschrijft een aanpassing van de Barnes-doolhof, een standaard knaagdierparadigma dat wordt gebruikt om ruimtelijk geheugen en leren te beoordelen, voor gebruik bij kleine schubreptielen.

Het beoordelen van ruimtelijke leren en geheugen in Small Squamate Reptielen

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

Het algemene doel van deze procedure is om het ruimtelijk geheugen en het leervermogen bij kleine squamata-reptielen te beoordelen met behulp van een aangepaste Barnes-doolhof. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen over de ruimtelijke cognitieve processen van niet-modelsoorten, in het bijzonder bij kleine squamata-reptielen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat we een traditioneel knaagdierparadigma, de Barnes-doolhof, hebben aangepast om het testen van ruimtelijk leren en geheugen bij kleine hagedissen mogelijk te maken.Het is mogelijk dat het doolhof op soortgelijke wijze kan worden aangepast om ook op andere soorten toepasbaar te zijn. Voor dit protocol is het noodzakelijk om het Barnes-doolhof aan te schaffen of te construeren. Zorg ervoor dat de doelgaten een passende grootte hebben voor de betreffende soort.Voor deze demonstratie worden hekkluizen gebruikt, waardoor de gaten op de bijbehorende afmetingen zijn aangepast. Plaats het doolhof in een rustige ruimte met heldere bovenverlichting en ruimtelijke aanwijzingen rondom het doolhof, zoals deuren en kasten, om de dieren te helpen bij de navigatie. Monteer boven het doolhof een webcam met een autofocus groothoeklens of een andere geschikte camera.Het is essentieel dat het gezichtsveld het volledige doolhof omvat. Plaats de computer die wordt gebruikt voor het volgen van de dieren op minstens één meter afstand van de zijkant van het doolhof. Zodra deze is geplaatst, markeert u de poten van het doolhof op de vloer met een permanente marker of tape, zodat het doolhof eenvoudig weer in de oorspronkelijke positie kan worden teruggeplaatst.Wijs voor het doolhof willekeurig een van de ontsnappingsgaten aan als nummer één, en nummeer de overige gaten opeenvolgend tot nummer 10. Markeer de nummers langs de buitenmuur van het doolhof, zodat ze niet dienen als zichtbare aanwijzingen voor de dieren. Gebruik onder het doolhof, indien nodig, een kleine ruimteverwarmer of bevestig verwarmingsbanden om de oppervlaktetemperatuur van het doolhof te verhogen, zodat de dieren op hun optimale lichaamstemperatuur voor metabole activiteit verblijven.Wijs om te beginnen willekeurig doelgaten toe aan elk dier. Als de dieren buiten de testruimte worden gehuisvest, breng hun thuiskooien dan ten minste 30 minuten voor de test naar de ruimte. Zorg ervoor dat ze warmte krijgen, indien nodig, zodat ze op hun ideale lichaamstemperatuur zijn tijdens het testen.Open op de computer de aangepaste MATLAB-trackingsoftware en de webcamapplicatie om de videofeed te ontvangen. Evalueer vervolgens opnieuw het gezichtsveld en pas de positie van het doolhof aan indien nodig. Open daarna het werkblad om de basisparameters van het experiment te registreren, waaronder de datum, start- en eindtijden, animal-ID's, toegewezen doelgaten, het aantal trainingsronden, notities en de initialen van de waarnemer.Randomise vervolgens de testvolgorde van de dieren en begin ze systematisch te testen. Haal eerst een dier uit de thuiskooi en plaats het voorzichtig in het midden van het doolhof. Dek het dier daarna af met een ondoorzichtige plastic bak en laat het dier 30 seconden wennen aan de bak.Plaats ondertussen de thuiskooi van het dier onder het doolhof, direct onder het toegewezen ontsnappingsgat. Schuif de bovenkant van de behuizing in de pinbevestigingen en plaats de zonnesteen in de kooi, direct onder het gat. Verwijder nu voorzichtig de plastic bak van de bovenkant van het doolhof en begin de proef op de computer op te nemen.Laat het dier tien minuten lang het doolhof verkennen en noteer eventuele atypische waarnemingen in het werkblad. Als het dier valt of van de tafel rent, breng het dan voorzichtig terug naar het midden van het doolhof, mits het niet langer dan 30 seconden buiten het doolhof is geweest. Aborteer anders de proef en noteer dit resultaat in het gedeelte voor opmerkingen.Als het subject ongeassisteerd in het ontsnappingsgat klimt, eindigt de proef op dat moment. Als het subject niet binnen 10 minuten in het gat ontsnapt, beëindig dan de proef en leid het dier voorzichtig met de hand naar het ontsnappingsgat, waarbij u het dier met de kop eerst beweegt. Zodra het dier zich in de thuiskooi onder het doolhof bevindt, laat u het dier ten minste twee minuten rusten.Reinig ondertussen de bovenkant van het doolhof met een verdunde zeepoplossing en papieren handdoeken. Sommige soorten, met name soorten die sterk vertrouwen op chemosensorische informatie, vereisen een extra spoeling van het doolhof met warm water om alle geursporen te verwijderen. Zodra het doolhof is gereinigd, verwijdert u de omheining onder het doolhof en gaat u verder met het testen van de dieren.Elk dier kan het doolhof maximaal vijf keer per dag doorlopen, met een interval van een half uur tussen de pogingen. Herhaal deze trainingsprocedure totdat het subject in drie verschillende pogingen onbegeleid in het doelgat is afgedaald. Deze successen hoeven niet opeenvolgend plaats te vinden en er zijn geen beperkingen aan het aantal benodigde pogingen.Het aantal trainingspogingen om het criterium te bereiken kan belastend zijn. Het aanpassen van het doolhof op een ecologisch relevante manier, rekening houdend met de natuurhistorie en het gedrag van een soort, kan helpen dit te verlichten. Voer vervolgens de volgende dag de probe-test uit om dat dier verder te testen.Zodra de dieren hun ontsnappingsgat hebben geleerd, wordt de probe-trial gebruikt om te bepalen of ze navigeren met een ruimtelijke strategie of met een andere navigatiestrategie. Draai voor deze trial het doolhof 180 graden, zodat de lokale aanwijzingen binnen het doolhof in direct conflict komen met de ruimtelijke aanwijzingen buiten het doolhof. Test vervolgens het dier volgens dezelfde procedure als bij een trainingstrial.Er is echter geen kooi gemonteerd onder het ontsnappingsgat. Hierdoor kan geen olfactorische aanwijzing vanuit de kooi het dier helpen bij het vinden van de ontsnappingsroute. Als het dier het ontsnappingsgat niet kan vinden, dient u het simpelweg uit het doolhof te halen en terug te plaatsen in de thuiskooi.Leer het dier niet waar het gat zich bevindt. Zoals voorheen, moet het doolhof altijd worden gereinigd voordat het volgende dier wordt getest. Zeven volwassen zijvlekhagedissen werden getest zoals beschreven.Proefpersonen hadden tussen de 17 en 81 pogingen nodig om door te gaan naar de probe-poging, met een gemiddelde van circa 50. De groep deed er significant minder tijd over om het ontsnappingsgat te vinden in het vierde kwartiel van hun pogingen dan in het eerste, wat wijst op leren. Tijdens de probe-pogingen begingen de individuen zich naar het ruimtelijk correcte doelgat met een ratio die ruim boven het toeval lag, en brachten zij het grootste deel van hun tijd door in dit kwadrant van het doolhof.Zo kregen ruimtelijke aanwijzingen in de kamer prioriteit boven lokale aanwijzingen in het doolhof. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een Barnes-doolhof kunt aanpassen voor het testen van een kleine squamaat reptiel, en hoe u dieren door trainingen en sondeerproeven leidt. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om rekening te houden met de natuurlijke historie en het gedrag van de betreffende soort bij het ontwerpen van een taak om het ruimtelijk geheugen en leervermogen te testen.Na deze procedure zouden meer gedetailleerde toepassingen passend zijn, zoals het verminderen van de betrouwbaarheid van ruimtelijke signalen of het duidelijker maken van lokale signalen. Dit kan onthullen hoe de stabiliteit van verschillende signalen de prioritering van signalen en het geheugen kan moduleren.

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

This video shows how to use the Barnes Maze with a mouse. The Barnes Maze testing procedure is used by researchers to assess spatial learning and memory in laboratory animals following repeated trials.

Barnes Maze: A Method For Assessing Spacial Learning and Memory in Lab Animals

Het doel van dit protocol is om ruimtelijke cognitie bij knaagdieren te onderzoeken. Het double-H waterlabyrint is een nieuwe test, die bijzonder nuttig is om de verschillende componenten van leren, consolidatie en geheugen, evenals de interactie van geheugensystemen, te verduidelijken.

De Double-H Maze: een robuuste Behavioral Test voor leren en geheugen in Knaagdieren

De co-morbide ziekte van Alzheimer (AD) en beroerte aandoening in een nieuw model te onderzoeken, zijn drie gedrag taken beschreven die zowel motorische controle en cognitieve gedrag te evalueren. Deze taken zijn onder andere de bundel-walk taak, cilinder taak en Morris water doolhof.

Motor en hippocampus Dependent Ruimtelijke Learning and Reference geheugen Assessment in een transgeen ratmodel van de ziekte van Alzheimer met Stroke

Dit document beschrijft een nieuw protocol dat de farmacologische manipulatie van het geheugen en radio telemetrie te documenteren en te kwantificeren de rol van cognitie in de navigatie combineert.

Met behulp van farmacologische Manipulatie en hoge precisie-Radio Telemetrie op de Ruimtelijke Cognition in Free opgezette dieren Studie

Hier presenteren we een protocol voor een muisspecifieke test van cognitie die geen zwem nodig heeft. Deze test kan gebruikt worden om succesvol gecontroleerde corticale impact-geïnduceerde traumatische hersenletselmuizen te onderscheiden van sham-controles.

Evaluatie van ruimtelijke geheugenvermindering in een muismodel van traumatische hersenletsel met behulp van een radiaal waterdierdool

Dit protocol beschrijft een gedrags assay, op basis van de test van de doolhof Barnes, om te bestuderen hoe instinctieve defensieve acties worden gewijzigd door de kennis van de ruimtelijke omgeving.

Een gedrags Assay voor het onderzoeken van de rol van ruimtelijk geheugen tijdens instinctieve verdediging in muizen

Y-mazen stellen onderzoekers in staat om de relevantie te bepalen van specifieke stimuli die diergedrag stimuleren, vooral geïsoleerde chemische signalen uit verschillende bronnen. Zorgvuldig ontwerp en planning kunnen robuuste gegevens opleveren (bijv. discriminatie, mate van exploratie, tal van gedragingen). Dit experimentele apparaat kan krachtig inzicht geven in gedrags- en ecologische vragen.

Ingesloten Y-mazen gebruiken om chemosensorisch gedrag bij reptielen te beoordelen

Hier presenteren we een vereenvoudigde open-source hardware- en software-opstelling voor het onderzoeken van ruimtelijk leren van muizen met behulp van virtual reality (VR). Dit systeem toont een virtueel lineair spoor naar een hoofd-ingetogen muis die op een wiel draait door gebruik te maken van een netwerk van microcontrollers en een single-board computer met een eenvoudig te gebruiken Python grafisch softwarepakket.

Een open-source virtual reality-systeem voor het meten van ruimtelijk leren bij hoofdremmende muizen

Hier presenteren we een nieuwe, korte en actieve ruimtelijke navigatietaak die zowel ruimtelijke navigatie als episodisch geheugenvermogen beoordeelt. Belangrijk is dat ruimtelijke navigatie en episodisch geheugen met elkaar werden geassocieerd, en deze taak toonde gevoeligheid voor lichaamsbeweging.

Beoordeling van menselijke ruimtelijke navigatie in een virtuele ruimte en de gevoeligheid ervan voor lichaamsbeweging

De meeste gedragsexperimenten voor knaagdieren zijn oorspronkelijk bedacht voor ratten. Vanwege de gedragsverschillen tussen ratten en muizen zijn soms aanpassingen nodig voor muizen. We presenteren een methode om het ruimtelijk werkgeheugen bij muizen te testen, waardoor de stress tijdens de werkgeheugentaak wordt geminimaliseerd.

Een appetijtieve ruimtelijke werkgeheugentaak voor muizen in een semi-geautomatiseerd 8-armig radiaal doolhof, waardoor angstige geheugenassociatie in het doolhof wordt verminderd

Leer ruimtelijk leren en geheugen beoordelen bij kleine squamate reptielen met een aangepaste Barnes-maze. Deze methode maakt innovatief onderzoek naar cognitieve processen in niet-modelsoorten mogelijk.

Het beoordelen van ruimtelijke leren en geheugen in Small Squamate Reptielen

Meer video's verkennen