Zadanie behawioralne modelujące "codzienną pamięć" na arenie wydarzeń w celu wspierania allocentrycznych reprezentacji gryzoni

Podsumowanie

Celem tego zoptymalizowanego protokołu 'codziennej pamięci' na arenie wydarzeń było wykorzystanie stabilnej bazy domowej, która zachęca do korzystania z allocentrycznych reprezentacji przestrzennych. Ten model zwierzęcy stanowi skuteczne środowisko testowe dla przyszłych badań nad tworzeniem i przechowywaniem wspomnień o wydarzeniach przy użyciu technik behawioralnych i fizjologicznych.

Streszczenie

Arena wydarzeń stanowi optymalną platformę do badania uczenia się i pamięci. Opisane w tym artykule zadanie pamięci codziennej zapewnia solidny protokół do badania pamięci epizodycznej i przestrzennej u gryzoni, który w szczególności sprzyja allocentrycznej reprezentacji pamięci. Szczury są szkolone do znajdowania i kopania pożywienia podczas fazy kodowania, a po pewnym czasie szczury mają wybór, aby znaleźć granulkę pokarmu z nagrodą we właściwym miejscu. Istnieją dwa kluczowe elementy, które promują stosowanie strategii allocentrycznej w tym protokole: 1) szczury startują z różnych miejsc startowych w trakcie sesji i między sesjami, 2) rozmieszczana jest stabilna baza domowa, w której szczury muszą nosić swoje pożywienie. Za pomocą tych modyfikacji skutecznie zachęcamy gryzonie do korzystania z allocentrycznych reprezentacji przestrzennych do wykonania zadania. Ponadto zadanie zapewnia dobry paradygmat dla projektowania eksperymentów wewnątrzobiektowych i pozwala eksperymentatorom manipulować różnymi warunkami w celu zmniejszenia zmienności. Uzyskany model gryzoni, stosowany w połączeniu z technikami behawioralnymi i fizjologicznymi, stanowi skuteczne poligon doświadczalny dla przyszłych badań nad tworzeniem i zapamiętywaniem.

Wprowadzenie

Aby zbadać neurobiologię uczenia się i pamięci, wymagane są techniki inwazyjne, które nie są zazwyczaj możliwe do zastosowania u ludzi. W ten sposób od ponad stu lat opracowywane są protokoły behawioralne dla zwierząt laboratoryjnych w celu modelowania różnych form ludzkiej pamięci. Projekt i wybór zarówno zadania, jak i aparatury mają kluczowe znaczenie dla sukcesu skutecznych modeli ludzkiej pamięci. Opracowano wiele paradygmatów o zróżnicowanej złożoności, począwszy od prostych klasycznych i instrumentalnych protokołów warunkowania^{1,2,3 po labirynty}, takie jak T-maze⁴, radial arm maze⁵, Barnes maze⁶, watermaze^7, oraz labirynt deski serów⁸. Jednak, chociaż zadania te ujmują aspekty uczenia się asocjacyjnego i nawigacji przestrzennej, nie można ich jednoznacznie wykorzystać do badania reprezentacji pamięciowej chwilowych wydarzeń (tj. pamięci epizodycznej). I chociaż nowatorskie rozpoznawanie obiektów⁹ i permutacje tego spontanicznego zadania pamięciowego, takie jak object-place memory¹⁰, dostarczyły cennych informacji na temat pamięci rozpoznawania, nie testują jawnego przypominania sobie zdarzeń. Aby sprostać temu zapotrzebowaniu, arena wydarzeń została specjalnie opracowana, a jej wykorzystanie umożliwiło badania nad długoterminowym, sparowanym kodowaniem i przywoływaniem pamięci^11,12,13, a także kodowanie i przypominanie sobie dyskretnych zdarzeń zachodzących w znanej przestrzeni^{14,15,16,17,18}. Temu ostatniemu tematowi skupi się ten manuskrypt.

Arena zawodów to duży, kwadratowy, otwarty obszar, na którym odbywają się wydarzenia dla gryzoni. Wielkość areny można zwiększyć, aby pomieścić szczury lub myszy, a gryzonie są zachęcane do wchodzenia i eksploracji. Typowym przykładem wydarzenia, które ma miejsce na arenie, jest znalezienie i odzyskanie jedzenia ze studni piaskowej w określonym miejscu. Arena wydarzenia jest zaprojektowana do takich zadań, w których szczury lub myszy są szkolone do szukania, znajdowania i wykopywania jedzenia. Wykorzystuje ich naturalną tendencję do przenoszenia jedzenia z powrotem do ciemnego środowiska, które w tym przypadku znajduje się w sąsiedztwie areny, gdzie następnie je zjadają. Po minimalnym treningu kopania w poszukiwaniu pożywienia, gryzonie podejmują się tego zadania naturalnie i dobrze radzą sobie w próbie kodowania oraz w próbie wyboru przywołania, która następuje po próbach kodowania po krótkim, 30-minutowym opóźnieniu. W próbie wyboru dostępnych jest kilka studni piaskowych (tj. miejsc do kopania), ale tylko jedna jest nagradzana.

Różne zadania mogą być wykonywane na arenie wydarzenia (np. pamięć przestrzenna, pamięć epizodyczna i uczenie się w parach). Biorąc pod uwagę zainteresowanie opracowaniem skutecznych modeli pamięci epizodycznej, opracowano następujący protokół, w którym miejsce, w którym można znaleźć pożywienie, jest codziennie zmieniane. W tym zadaniu gryzonie muszą pamiętać, gdzie zdarzenie polegające na kopaniu i pomyślnym odzyskaniu nagrody w postaci jedzenia miało miejsce ostatnio na arenie wydarzenia. Przedstawiony poniżej protokół obejmuje próbę kodowania, w której szczury szukają studni piaskowej w nowym miejscu każdego dnia, a następnie, po pewnym opóźnieniu, próbie wyboru przywołania, w której nagradzana jest ostatnio zakodowana lokalizacja studni piaskowej, podczas gdy inne, alternatywne studnie piaskowe w różnych lokalizacjach nie zawierają dostępnego pożywienia. Zapamiętywanie, gdzie jedzenie znajdowało się poprzedniego dnia, nie jest pomocne: właściwa lokalizacja musi być zakodowana i zapamiętana, przynajmniej na jakiś czas, każdego dnia. W związku z tym wprowadziliśmy termin "pamięć codzienna", aby uchwycić formę pamięci modelowaną w tym zadaniu, której my, jako ludzie, używamy na co dzień. Ludzkim przykładem codziennej pamięci jest zapamiętywanie, gdzie ktoś zaparkował swój samochód w centrum handlowym (Rysunek 1A) lub odłożył okulary w domu. W tym protokole wszystkie sygnały wewnątrz i na zewnątrz areny są stabilne, tak jak w ustawieniach naszego codziennego życia (tj. w domach, biurach, parkingach itp.). Tak więc gryzonie muszą pamiętać, gdzie coś się ostatnio wydarzyło w znajomym środowisku (Rysunek 1B). Zadanie jest analogiczne, ale stanowi ulepszenie zadania DMP (delayed-matching-to-place) w watermaze¹⁹. Jest to zadanie pożądawcze, wykorzystujące naturalne zachowanie gryzoni do poszukiwania pożywienia²⁰, zamiast ich pragnienia ucieczki z wody. Jednakże, podobnie jak w waterlabirze⁷, nie ma lokalnych wskazówek odróżniających poprawne od nieprawidłowych lokalizacji; Zwierzęta muszą używać przywołania, a nie rozpoznawania, aby zlokalizować właściwą lokalizację Sandwell po różnych czasach opóźnienia pamięci.

Rysunek 1: Codzienna pamięć. (A) Codzienna pamięć człowieka. Schemat przedstawiający zielony samochód zaparkowany na parkingu. Po pewnym czasie kierowca próbuje sobie przypomnieć, gdzie dokładnie zaparkowała swój samochód. (B) Zwierzęca pamięć codzienna. Schemat przedstawiający szczura kopiącego i wyjmującego kulkę z piaskowej studni w jednym z miejsc na arenie zawodów. Po pewnym czasie szczur otrzymuje próbę wyboru z wieloma nieprawidłowymi studniami piaskowymi (szary) i jedną prawidłową studnią piaskową (zielony). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Arena wydarzeń została już z powodzeniem wykorzystana do badań nad 'codzienną pamięcią'. Są to wspomnienia, które są automatycznie kodowane każdego dnia, przechowywane w pamięci długotrwałej, ale często zapominane po stosunkowo krótkich okresach czasu. Bast et al.¹⁴ wykazali monotoniczną pamięć zdarzeń zależną od opóźnienia, która waha się od doskonałej pamięci po krótkich odstępach czasu do poziomu przypadkowego po 24 godzinach. Zachowanie pamięci można jednak z powodzeniem zwiększyć poprzez nowość po kodowaniu lub, w przypadku wielu prób kodowania, za pomocą rozszerzonych odstępów między próbami^15,17.

Arena zawodów jest wszechstronna i stosunkowo bezstresowa; nie używa się żadnych bodźców awersyjnych. Wielkość areny i zadania, które ona wykonuje, mogą być dostosowane zarówno do szczurów^14,15, jak i mice¹⁶. Ponadto, jako zadanie lądowe, jest podatny na zapisy fizjologiczne i badania obrazowania wapnia, w przeciwieństwie do waterlabe²¹. Ponadto, zgodnie z zasadami zasady 3R (redukcja, udoskonalenie, zastąpienie), badania wykorzystujące arenę zdarzeń wymagają mniejszej liczby zwierząt do uzyskania mocy statystycznej, ponieważ możliwe są projekty eksperymentalne wewnątrz obiektu (w których każde zwierzę służy jako osobna kontrola dla interwencji farmakologicznych, stymulacji optogenetycznych itp.) i nie jest wymagana stymulacja awersyjna do motywacji. Chociaż początkowy trening wymaga więcej czasu i odbywa się w większej liczbie sesji niż na przykład w zadaniach rozpoznawania nowości, gdy zwierzęta osiągną stabilny, asymptotyczny poziom wykonania zadań, manipulacje, takie jak lek, kontrola pojazdów lub stymulacja optogenetyczna, mogą być przeplatane stosunkowo niewielką liczbą dodatkowych sesji treningowych¹⁷. Ponadto, różne aspekty reprezentacji podlegają bezpośredniej kontroli eksperymentalnej na arenie wydarzenia, takie jak charakter reprezentacji przestrzennej zastosowanej podczas rozwiązywania zadania.

Kwestia reprezentacji dotyczy struktury mentalnej używanej przez szczury podczas zapamiętywania, gdzie miały miejsce ostatnie wydarzenia¹⁸. Czy pamiętają, gdzie znajduje się jedzenie, czy pamiętają tylko, jak się do niego dostać? Szczury mogą używać allocentrycznych (podobnych do mapy) lub egocentrycznych (skoncentrowanych na ciele) reprezentacji przestrzennych, aby rozwiązać zadanie apetytywne w arenie¹⁸. Jednakże, aby kontrolować i identyfikować strategię przestrzenną stosowaną przez każdego uczestnika eksperymentu podczas wykonywania zadania, istnieją odrębne protokoły treningowe, które są w stanie selektywnie promować użycie tylko jednej reprezentacji przestrzennej. Zazwyczaj reprezentacja oparta na egocentryzmie jest stosowana, gdy szczury zabierają nagrodę w postaci jedzenia z powrotem do tego samego miejsca, z którego rozpoczęły jednodniową próbę, co daje kilka możliwości zapamiętania lokalizacji nagrody podczas biegów tam iz powrotem. Ta strategia przestrzenna może być stosowana niezależnie od tego, czy lokalizacja początkowa jest zmieniana z dnia na dzień, czy utrzymywana na stałym poziomie. W przeciwieństwie do tego, reprezentacja allocentryczna jest preferowana, gdy szczury są zobowiązane do przenoszenia nagrody w postaci jedzenia do ustalonej lokalizacji bazy domowej z boku areny, która różni się od zmieniających się lokalizacji początkowych. Istnieje wiele zalet reprezentacji allocentrycznych w odniesieniu do pojemności magazynowej mózgu.

W tym artykule opisaliśmy protokół home-base, który zachęca do stosowania tylko reprezentacji allocentrycznej. Przedstawiliśmy reprezentatywne wyniki dla tego zadania, które wyraźnie ilustrują zalety wykorzystania tego modelu "pamięci codziennej" gryzoni w badaniu uczenia się i pamięci oraz podkreślają, w jaki sposób można promować allocentryczne reprezentacje epizodycznej pamięci przestrzennej.

Protokół

Metody opisane w tym artykule zostały zatwierdzone przez Komitet Oceny Etyki Uniwersytetu w Edynburgu; są one zgodne z brytyjską ustawą o zwierzętach (procedury naukowe) z 1986 r. oraz dyrektywą Rady Wspólnot Europejskich z 24 listopada 1986 r. (86/609/EWG) regulującą hodowlę zwierząt laboratoryjnych i ich wykorzystanie w eksperymentach naukowych.

UWAGA: Obiektem eksperymentalnym opisanego poniżej protokołu są szczury z kapturem Listera, ale można go dostosować do innych szczepów gryzoni

.

1. Obchodzenie się ze zwierzętami, trzymanie i kontrola żywności

1. Odczekaj 1 tydzień, aby samce szczurów z kapturem Lister osiedliły się po przyjeździe. W tym czasie zajmij się nimi codziennie, delikatnie głaszcząc i łaskocząc je w klatkach. Gdy już się ustabilizują, zacznij je zbierać przez około 5 minut każdego dnia.
2. Rejestruj wagę każdego szczura po przyjeździe i co 2-3 dni w tygodniu. Dostosuj ich spożycie pokarmu tak, aby waga każdego szczura była stopniowo zmniejszana do około 85%-90% masy ciała swobodnie żywiącego się; Można to oszacować za pomocą ustalonej krzywej wzrostu dla szczurów wolno żerujących. Utrzymuj szczury w tym ograniczonym zakresie wagi przez cały czas trwania eksperymentu.
3. Trzymaj szczury w cyklu świetlnym trwającym 12 godzin (światło włączone)/12 godzin (światło wyłączone) i przeprowadzaj wszystkie eksperymenty podczas fazy światła (7-19
).

2. Ustawianie aparatury

1. Pomieszczenia eksperymentalne, sterownie i arena zawodów
   1. Pomieszczenia eksperymentalne i kontrolne to albo jedno pomieszczenie podzielone na dwie części, albo dwa sąsiednie pomieszczenia oddzielone kurtyną lub drzwiami i są wymagane do tego eksperymentu.
      UWAGA: Ta separacja zapobiegnie wpływaniu na zwierzęta lub zakłócaniu ich podczas wykonywania i uczenia się tego złożonego zadania behawioralnego.
   2. Poświęć jeden pokój na arenę wydarzenia, statyczne wskazówki środowiskowe i procedury eksperymentalne (tj. pokój eksperymentalny), a drugi pokój wykorzystaj do nagrywania występów szczurów przez eksperymentatorów (tj. pokój kontrolny).
      UWAGA: Arena wydarzenia to kwadratowy, otwarty obszar, na którym można badać skojarzenia między miejscem wydarzenia (Rysunek 2A). Nazwa "arena zdarzeń" wywodzi się z faktu, że aparat ten jest areną (tj. otwartą, ale ograniczoną przestrzenią), w której dzieją się "zdarzenia" (np. wykopywanie zakopanych granulek żywności w studniach piaskowych; Rysunek 2B)^17,18. Aby zapobiec przepracowaniu i kontuzjom (tj. nadwyrężeniu pleców) eksperymentatora, arena jest podniesiona ponad podłogę (~1 m).
   3. Za pomocą przezroczystej pleksi zbuduj kwadratową (160 cm x 160 cm) arenę. Podłoga areny składa się z siatki 7 x 7 składającej się z 49 ruchomych białych płytek z pleksi (20 cm x 20 cm; Rysunek 2A,B). Zmodyfikuj pięć dodatkowych płytek z centralnym otworem (średnica 6 cm): będą one utrzymywać studnie piasku na arenie. Pięć lokalizacji tych zmodyfikowanych kafelków jest ułożonych w konfiguracji opisanej na mapie piaskowej każdej sesji.
      UWAGA: Konfiguracja pięciu lokalizacji studni piaskowych zmienia się z każdą nową sesją (patrz krok 4.2).
   4. Umieść arenę wydarzenia w wyznaczonym pomieszczeniu eksperymentalnym. Ustaw wskazówki wewnątrz areny: umieść dwa charakterystyczne punkty orientacyjne z wyraźnymi powierzchniami dotykowymi (np. klejony stos piłek golfowych (30 cm (wys.) x 11 cm (szer.) x 11 cm (dł)) i czarną butelkę z wodą (22 cm (wys.) x 9 cm (gł.)) w dwóch miejscach na arenie: rząd 4, kolumna 2 i rząd 4, kolumna 6 (Rysunek 2C).
   5. Utrzymuj przedmioty używane do sygnałów wewnątrz areny i ich pozycję stałą przez cały czas trwania eksperymentu, ale czyść je codziennie 70% etanolem.
   6. Ustaw wskazówki 3D poza areną: umieść charakterystyczne punkty orientacyjne (np. wzorzysta kulista latarnia (40 cm (d)); czerwona latarnia gwiazdowa (60 cm (szer.)); niebieska latarnia (70 cm (wys.) x 35 cm (szer.)) i wzory na obwodzie areny zawodów, która jest umieszczona w środku pomieszczenia eksperymentalnego (Rysunek 2D).
   7. Utrzymuj obiekty używane do sygnałów poza areną i ich pozycję stałą przez cały czas trwania eksperymentu.
2. Czarne skrzynki
   1. Aby umożliwić zwierzętom dostęp do areny, zbuduj cztery identyczne czarne skrzynki z czarnej pleksi (długość: 30 cm, szerokość: 25 cm, wysokość: 35 cm każda skrzynka; Rysunek 2E). Każda skrzynka powinna posiadać zdalnie sterowane drzwi przesuwne na jednej długości powierzchni. To da eksperymentatorowi kontrolę nad wejściem szczurów na arenę.
      UWAGA: pleksi tworzy ciemne wnętrze, które jest preferowane przez szczury w porównaniu z jasnym otoczeniem areny imprez na otwartym polu.
   2. Umieść te czarne skrzynki w połowie drogi wzdłuż każdej z czterech ścian areny. Te czarne skrzynki będą identyfikowane na podstawie ich położenia względem górnej części obrazu wideo na żywo - przechwyconego przez kamerę i odebranego przez komputery w sterowni - przy użyciu głównych punktów na północ (na górze), wschód (po prawej), południe (na dole) i zachód (po lewej) od areny wydarzenia.
   3. Pozwól szczurom wejść na arenę z jednej z trzech czarnych skrzynek, która jest określana jako skrzynka startowa (np. Wschód, Południe i Zachód; Rysunek 2A, pomarańczowe prostokąty). Użyj pozostałej czarnej skrzynki (np. Północ; Rysunek 2A, niebieski prostokąt) jako baza domowa, do której szczury wejdą, aby zjeść nagrodę w postaci jedzenia (np. granulek), które przyniosą z areny.
      UWAGA: Dowolna lokalizacja czarnej skrzynki (tj. Północ, Wschód, Południe, Zachód) może być wyznaczona jako baza domowa, ale musi być utrzymywana na stałym poziomie przez cały czas trwania eksperymentu: stabilność jej lokalizacji ma kluczowe znaczenie dla skutecznego zachęcania do allocentrycznych reprezentacji przestrzennych.
   4. W skrzynkach startowych i bazie domowej umieść dwie małe, przezroczyste, płaskie studnie, jedną na wodę i jedną na granulki żywności (w przypadku bazy domowej jest to używane do nagrody tylko w fazie przyzwyczajenia) i umieść trociny w każdej skrzynce startowej i bazie domowej.
3. Studnie piaskowe
   1. Użyj przezroczystego tworzywa akrylowego o średnicy wewnętrznej (d) 6 cm i całkowitej głębokości (h) 6 cm, aby zrobić piaskowe studnie używane do ukrywania nagrody w postaci pokarmu, którą szczury pobierają (tj. lokalizują, wykopują i zabierają do bazy domowej, aby zjeść). Włóż kulistą, perforowaną plastikową miskę 4 cm od góry. Włóż studnie piaskowe do dostosowanych do tego kafelków na arenie.
      UWAGA: Plastikowa miska tworzy dostępną część (6 cm (gł.) x 4 cm (wys.)) dla nagradzanych granulek, do których szczury mają dostęp, oraz niedostępną część (6 cm (gł.) x 2 cm (wys.), do której szczury nie mają dostępu (Rysunek 3A,B).
   2. W nagrodzonych piaskowcach, zarówno w celu kodowania, jak i przypominania sobie wyborów wyboru, umieść cztery granulki 0,5 g w sekcji dostępnej i osiem granulek żywności w sekcji niedostępnej (Rysunek 3C). W nienagrodzonych studniach piaskowych umieść dwanaście granulek w niedostępnej sekcji (Rysunek 3C).
      UWAGA: Zarówno nagrodzone, jak i nienagrodzone studnie piaskowe zawierają w sumie 12 granulek i są wypełnione specjalnie przygotowanym piaskiem, który ukrywa granulki w piaskownicach.
   3. Wypełnij piaskowce mieszanką piasku i proszku masala (2,5 g masala/2,5 kg piasku), aby zamaskować zapach wydobywający się z granulek żywności. Świeżo przygotuj mieszankę piasku i masala na początku każdej sesji (Rysunek 3D).
      UWAGA: Kroki 2.3.2 i 2.3.3 mają na celu zamaskowanie wszelkich artefaktów węchowych emanujących z piaskowych studni podczas prób kodowania i wyboru. Zapewni to, że poszukiwanie przez szczury właściwej lokalizacji studni piaskowej i wynikające z tego wykonywanie zadań będzie kierowane wyłącznie przez pamięć o miejscu, w którym wykopano jedzenie, a nie przez jakiekolwiek sygnały zapachowe wydobywające się z nagrodzonej studni piaskowej, które mogłyby ujawnić obecność nagrody w postaci jedzenia.
   4. Podczas próby sondy, która testuje pamięć szczurów pod kątem lokalizacji pojedynczej studni piaskowej, która została wcześniej nagrodzona (tj. zawiera granulki jedzenia), upewnij się, że wszystkie pięć studni piaskowych obecnych na arenie nie jest nagradzanych (tj. w dostępnej sekcji nie są dostępne żadne granulki jedzenia); w tym prawidłową lokalizację studni piaskowej.
      UWAGA: Wszystkie studnie piaskowe znajdujące się na arenie zawierają taką samą liczbę granulek (n = 12) w swojej niedostępnej sekcji.
4. Ogólna konfiguracja i oprogramowanie
   1. Utrzymuj oświetlenie pomieszczenia doświadczalnego na umiarkowanym poziomie jasności za pomocą naściennych lamp halogenowych (115-125 luksów) i utrzymuj temperaturę w pomieszczeniu między 19 a 23 °C.
   2. Zainstaluj kamerę ze sprzężonym ładunkiem nad areną wydarzenia w pomieszczeniu eksperymentalnym, aby rejestrować i monitorować ruchy i zachowanie szczurów (Rysunek 4A). Kamera zapewnia obraz na żywo do sąsiedniej sterowni zarówno w celu niestandardowego przechwytywania wideo, jak i niestandardowego oprogramowania komputerowego (opracowanego przez P. A. Spoonera z Uniwersytetu w Edynburgu).
   3. Monitoruj ruchy szczurów za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego używanego do mierzenia czasu szczurów (Rysunek 4B). Ten program kontroluje drzwi każdej czarnej skrzynki, pozwalając eksperymentatorom zdalnie zarządzać dostępem szczurów do i z areny z sąsiedniego pomieszczenia kontrolnego. Rejestruj opóźnienie każdego zwierzęcia, aby zlokalizować właściwą studnię piaskową i czas spędzony na kopaniu w każdej studni podczas próby wyboru i sondy.

Rysunek 2: Arena wydarzenia i wskazówki. (A) Schemat przedstawiający arenę wydarzenia (skróty: N = Północ, E = Wschód, S = Południe, W = Zachód). (B) Arena wydarzenia z sygnałami wewnątrz i na zewnątrz areny. (C) Dwa kije 3D wewnątrz areny (od lewej do prawej): stos piłek golfowych i cylindryczna butelka. (D) Kilka wskazówek 3D poza areną (od lewej do prawej): wzorzysta kulista latarnia; latarnia z czerwoną gwiazdą; niebieska latarnia. (E) Jedna z czterech czarnych skrzynek jest umieszczona w połowie długości ściany każdej areny wydarzenia. Trzy z tych czarnych skrzynek służą jako skrzynki startowe, które zapewniają szczurom pozycję wyjściową na początku każdej próby. Czwarta skrzynka to baza domowa, w której szczury konsumują nagrodę w postaci jedzenia, którą przynoszą z areny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Studnie piaskowe. (A) Schemat przedstawiający pustą studnię piaskową z zaznaczonymi sekcjami dostępnymi i niedostępnymi. (B) Pusta studnia piaskowa z częścią dostępną i sekcją niedostępną. (C) Schemat ilustrujący ułożenie granulek w studni piaskowej z nagrodą (po lewej) i bez nagrody (po prawej). Zarówno nagrodzone, jak i nienagrodzone studnie piaskowe zawierają w sumie 12 granulek i są wypełnione specjalnie przygotowanym piaskiem, który ukrywa granulki w studniach. (D) Seria fotografii przedstawiających przygotowanie studni piaskowej z nagrodą, w tym prawidłowe rozmieszczenie granulek w dostępnej części (krok 1-4). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Eksperymentalna konfiguracja areny wydarzenia. (A) Schemat przedstawiający eksperymentalną konfigurację pomieszczeń eksperymentalnych i kontrolnych. (B) Zrzut ekranu przedstawiający transmisję na żywo z pomieszczenia eksperymentalnego oglądaną za pomocą niestandardowego oprogramowania komputerowego. Niestandardowe oprogramowanie komputerowe pozwala eksperymentatorom na zdalne sterowanie drzwiami skrzynki startowej i zapewnia inne pomiary. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. Protokół habituacji

UWAGA: Podczas habituacji, szczury są szkolone do szukania studni piaszczystych, kopania w poszukiwaniu nagrody w postaci jedzenia i eksploracji areny wydarzenia.

1. Nauka kopania w poszukiwaniu nagrody w postaci jedzenia
   1. Umieść mały pojemnik wypełniony piaskiem w indywidualnej klatce. Na pierwszą sesję (tj. H1) dodaj trzy 0,5 g granulek żywności tuż pod powierzchnią piasku i umieść jedną granulkę żywności na wierzchu. Następnie umieść wszystkie cztery granulki pod powierzchnią (Rysunek 5).
   2. Umieść każdego szczura w osobnej klatce z jedną studnią piaskową, odświeżając piaskową studnię dla każdego szczura. Pozostaw szczura w indywidualnej klatce, aż wykopie i pomyślnie wyjmie wszystkie cztery granulki z piaskownicy.
2. Sesja habituacyjna 1
   1. Umieść szczura w jednym z boksów startowych (np. Południe) na 30 sekund i umieść granulkę (0,5 g) w małej, płaskiej studni przeznaczonej na jedzenie. Umieszczony granulat z jedzeniem działa jak nagroda i zachęca szczury do pójścia do bazy domowej w celu jedzenia.
   2. Otwórz drzwiczki skrzynki startowej (np. Południe). Zamknij drzwi, gdy szczur opuści pole startowe, wejdzie na arenę i zacznie eksplorować to nowe środowisko.
   3. Jeśli szczur nie opuści skrzynki startowej w ciągu 5 minut, zainterweniuj na jeden z dwóch sposobów. Zachęć szczura do wejścia na arenę, trzymając pędzel tuż za drzwiami skrzynki startowej. Gdy szczur jest zainteresowany, przesuń szczotkę dalej na arenę, pozwalając szczurowi podążać za nią. Gdy szczur znajdzie się na arenie i znajdzie się w bezpiecznej odległości od drzwi skrzynki startowej, zamknij drzwi skrzynki startowej.
   4. Alternatywnie, wyjmij szczura z boksu startowego, zamknij drzwi skrzynki startowej i umieść szczura na arenie, bezpośrednio przed drzwiami skrzynki startowej, przez które wszedłby. Jeśli szczur nie jest zmotywowany i nie wykonuje dobrze zadania (np. nie zostawia skrzynki startowej bez pomocy, skutecznie kopie itp.), sprawdź wagę szczura i oblicz jego wagę podczas swobodnego karmienia (%).
      UWAGA: Jeśli waga podczas karmienia swobodnego znacznie przekracza 85%, szczur może nie być głodny; W takim przypadku jego całkowite dzienne spożycie (g) może wymagać dalszych ograniczeń.
   5. Po tym, jak szczur będzie eksplorował arenę przez 10 minut, otwórz północne drzwi czarnej skrzynki (tj. bazy domowej). Jeśli szczur nie wejdzie w ciągu 5 minut od otwarcia drzwi, zabierz go z areny, zamknij drzwi czarnej skrzynki na północy i umieść szczura w bazie domowej.
   6. Po tym, jak szczur skończy jeść pastylkę umieszczoną w bazie domowej na początku sesji, wróć do klatki domowej.
3. Sesja habituacyjna 2
   1. Umieść studnię z piaskiem ze wszystkimi czterema granulkami jedzenia (0,5 g/granulkę) zakopanymi pod powierzchnią piasku na arenie wydarzenia. Zmieniaj lokalizację tej nagradzanej studni piaskowej w każdej sesji od tej pory.
      UWAGA: Mając duże granulki pokarmu (0,5 g), szczury będą wolały przenieść je do środowiska, które uważają za bezpieczne (tj. ciemne środowisko), aby je zjeść²².
   2. Umieść jedną kulkę cue w płaskiej studzience, przeznaczonej na jedzenie, w wybranym skrzynce startowej (tj. Wschodniej), a następnie szczura.
   3. Kiedy szczur skończy jeść pastylkę - po około 45 sekundach - otwórz drzwi skrzynki startowej (np. Wschód).
   4. Zamknij drzwi skrzynki startowej, gdy szczur wejdzie na arenę i znajdzie się w bezpiecznej odległości od drzwi. Jeśli szczur nie wyjdzie z pudełka startowego, zapoznaj się z krokami 3.2.3-3.2.4.
   5. Pozwól szczurowi poszukać pierwszej granulki w studni piaskowej. Aby pomyślnie odzyskać nagrodę w postaci jedzenia, musi ona wykopać się w pojedynczej studni piaskowej, która znajduje się teraz na arenie.
   6. Gdy szczur wyjmie pierwszą kulkę, otwórz drzwi bazy domowej (tj. Północ). Szczur powinien następnie zlokalizować i wejść do bazy domowej, aby zjeść swoją nagrodę. Jeśli szczur zacznie jeść granulkę na arenie, delikatnie poprowadź ją z powrotem do bazy domowej, aby zjeść granulkę.
      UWAGA: Jest to bardzo ważne, ponieważ każdy szczur musi być zachęcany do jedzenia w bazie domowej; Bez odpowiedniego treningu mają tendencję do wracania do boksu startowego próby, z którego weszli na arenę, aby coś zjeść.
   7. Po tym, jak szczur skończy pierwszą kulkę w bazie domowej, pozwól mu opuścić bazę domową i ponownie wejść na arenę, aby odzyskać drugą kulkę.
   8. Po odzyskaniu drugiej kulki pozwól szczurowi ponownie zlokalizować bazę domową, aby zjeść nagrodę w postaci jedzenia. Gdy szczur wejdzie do bazy domowej, zamknij drzwi czarnej skrzynki na północy.
   9. Po tym, jak szczur skończy jeść drugą pastylkę w bazie domowej, delikatnie usuń ją z bazy domowej i wróć do klatki domowej.
4. Sesje 3-7
   1. Powtórz sesję habituacyjną 2 (kroki 3.3.1-3.3.9) pięć razy, zakopując granulki w studni piaskowej głębiej z każdą sesją (Rysunek 5). Pod koniec habituacji zachęć wszystkie szczury, aby szybko pobiegły do nagrodzonej studni piaskowej znajdującej się na arenie, kolejno zbierając dostępne granulki jedzenia i zanosząc je z powrotem do bazy domowej, aby je zjeść.

Rysunek 5: Projektowanie sesji habituacji. Od lewej kolumny do prawej kolumny: sesja habituacji (H1-H7); skrzynka startowa używana dla każdej sesji (np. H1: Południowa skrzynka startowa (SB)); miejsce, w którym szczury są zobowiązane do zjedzenia nagrody w postaci pożywienia (tj. Północna baza domowa); położenie dostępnych granulek w nagrodzonej studni piaskowej (zarówno w formie pisemnej, jak i ilustrowanej; p = granulka), które zostaną umieszczone w wyznaczonym miejscu studni piaskowej każdej sesji; Umiejscowienie granulek w płaskiej studni piaskowej w pojedynczej klatce (zarówno w formie pisemnej, jak i ilustrowanej), co ma na celu promowanie zachowań kopania i wzmocnienie związku szczurów między kopaniem w studni piaskowej a otrzymywaniem nagrody w postaci jedzenia. Dwie ostatnie kolumny odnoszą się do studni piaskowych w pojedynczych klatkach (poza areną). Skrót: N/A= nie dotyczy Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

4. Główny protokół treningowy

UWAGA: Każda główna sesja treningowa składa się z dwóch prób kodowania pamięci (E1, E2), po których następuje, po krótkim opóźnieniu czasowym (~30 min), jedna próba wyboru przypomnienia (C1). Podczas wszystkich prób szczury muszą kolejno pobrać dwie granulki z nagrodzonej studni piaskowej. Po zlokalizowaniu każdej granulki, szczury powinny zlokalizować i wejść do bazy domowej, aby zjeść tę nagrodę w postaci jedzenia. Lokalizacja prawidłowej (tj. nagrodzonej) studni piaskowej jest równoważona między sesjami dla wszystkich szczurów (Rysunek 5).

1. Środki równoważące
   1. Ostrożnie zrównoważ sekwencję lokalizacji studni piaskowych i kolejność startboxów używanych w różnych sesjach (Rysunek 6). Przed każdą sesją przygotuj mapę lokalizacji (Rysunek 6A); zdecydować o prawidłowej lokalizacji studni piaskowej dla każdego szczura, która musi się wyraźnie zmieniać w trakcie sesji (Rysunek 6B); i utwórz arkusz przeciwwagi (Rysunek 6B,C) i arkusz zapisu (rysunek uzupełniający 1).
   2. Wyprodukuj trzy zestawy studni piaskowych, po pięć studni piaskowych w każdym zestawie (Rysunek 6C). Każdy zestaw wymaga pięciu studni piaskowych, ponieważ pięć lokalizacji studni piaskowych (jedna prawidłowa i cztery nieprawidłowe) jest używanych na arenie podczas każdej próby wyboru przywołania, a trzy zestawy studni piaskowych są wymagane, aby studnie piaskowe używane w każdej próbie mogły być zmieniane podczas każdej sesji.
   3. Podczas każdej sesji użyj jednego zestawu piaskowych studni do prób kodowania szczura (Rysunek 6B,C; Kodowanie 1: Zbiór 1, studnia A; Kodowanie 2: Zestaw 1, studnia B) i inny, inny zestaw studni piaskowych (Rysunek 6B,C; Recall Choice: Set 2, Well C) dla ich próby wyboru powrotu.
   4. W ramach każdej sesji użyj innej kombinacji zestawów studni piaskowych dla każdego szczura (Rysunek 6B,C), a w różnych sesjach naprzemiennie kombinacje zestawów studni piaskowych używanych dla każdego szczura.
2. Próby kodowania
   1. Umieść nagrodzoną studnię piaskową we właściwym miejscu zgodnie z mapą lokalizacji i arkuszem przeciwwagi (Rysunek 7). Nigdy nie używaj lokalizacji wskazówek wewnątrz areny, środkowego kafelka lub trzech pól bezpośrednio przed czterema polami startowymi jako lokalizacji piaskownicy.
   2. Umieść jedną kulkę, a następnie szczura, w skrzynce startowej (np. Wschodniej) przeznaczonej do kodowania próby 1 (E1); kulka będzie działać jako wskazówka do zadania. Daj wystarczająco dużo czasu (~30 s), aby szczur zjadł tę pastylkę przed rozpoczęciem próby.
   3. Naciśnij przycisk Start na ekranie, aby nagrać próbę w wewnętrznym systemie przechwytywania wideo.
      UWAGA: Ważne jest, aby prowadzić rejestr prób kodowania na szczurach w celu (1) przejrzystości badań (tj. surowych dowodów wykonania zadań przez każde zwierzę), (2) ponownej oceny i (3) odniesienia w przyszłości (tj. w celu zbadania i zebrania danych dla innych wskaźników wydajności).
   4. Otwórz zdalnie drzwi skrzynki startowej za pomocą niestandardowego oprogramowania komputerowego (Rysunek 4B).
   5. Uruchom stoper w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym, gdy szczur wejdzie na arenę i zamknij drzwi skrzynki startowej.
   6. Daj szczurowi 200 s na poszukanie właściwej studni piaskowej, wykopanie i odzyskanie pierwszej granulki. Jeśli po 200 s szczur nadal nie znalazł właściwej studni piaskowej lub pierwszego granulki, wyjmij jedną z granulek spod piasku i połóż ją na wierzchu. Jeśli szczur nie odwiedzi właściwej studni piaskowej i nie odzyska tej granulki po kolejnych 200 s, użyj szczotki, aby delikatnie poprowadzić ją do właściwej studni piaskowej.
   7. Po znalezieniu nagrody w postaci jedzenia szczur powinien zanieść ją do bazy domowej (np. czarnej skrzynki na północy) i zjeść ją w środku. Jeśli szczur nie zlokalizuje i nie wejdzie do bazy domowej, a zamiast tego zdecyduje się zjeść swój pierwszy granul na arenie, szybko zabierz szczura z areny i umieść go w bazie domowej.
   8. Po zjedzeniu pierwszego granulatu w bazie domowej, pozwól szczurowi wejść na arenę z bazy domowej i znajdź drugą kulkę z właściwej studni piaskowej.
   9. Po odzyskaniu drugiej kulki pozwól szczurowi zlokalizować i wejść do bazy domowej, aby ją zjeść.
   10. Zamknij drzwi bazy domowej, gdy szczur znajdzie się bezpiecznie w środku i daj mu wystarczająco dużo czasu na zjedzenie drugiej granulki.
   11. Zatrzymaj niestandardowe nagrywanie przechwytywania wideo i timer w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym. Naciśnij przycisk Stop na ekranie w niestandardowym oprogramowaniu do przechwytywania wideo. Następnie kliknij przycisk Stop na zegarze ekranowym w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym.
   12. Podczas jedzenia szczura przetrzyj podłogę areny szmatką nasączoną 70% roztworem etanolu. Rób to między każdą próbą.
   13. Przygotuj odpowiednią studnię piaskową do kodowania próby 2 (E2) i umieść ją we właściwym miejscu na arenie wydarzenia.
   14. Weź szczura z bazy domowej i umieść go w skrzynce startowej (np. Zachodniej) przeznaczonej dla E2.
       UWAGA: Użycie alternatywnego pola startowego ma kluczowe znaczenie dla skutecznego zachęcania szczurów do korzystania wyłącznie z allocentrycznego rozwiązania przestrzennego do wykonania zadania, ponieważ szczury nie mogą polegać na statycznym punkcie widzenia areny ani podążać poprzednią ścieżką, aby pomyślnie zlokalizować właściwą studnię piaskową. Zamiast tego muszą zwracać uwagę na sygnały wewnątrz i na zewnątrz areny, co sprzyja kodowaniu allocentrycznemu.
   15. Powtórz kroki od 4.3.2 do 4.3.12, a następnie wróć szczura do jego klatki domowej.
3. Próba wyboru przypomnienia
   UWAGA: Próba wyboru przywołania każdego szczura jest przeprowadzana 30-40 minut po drugiej próbie kodowania (E2) i przedstawia szczurom arenę zawierającą pięć studni piaskowych.
   1. Umieść nagrodzoną studnię piaskową we właściwym miejscu przypisanym do sesji, podczas gdy cztery nienagrodzone studnie piaskowe są umieszczane w czterech niewłaściwych lokalizacjach przydzielonych do danej sesji i szczura (Rysunek 8A). Mapa lokalizacji studni piaskowych dla pięciu studni piaskowych w badaniu wyboru przypomnienia jest zmieniana dla każdej sesji i równoważona między sesjami.
   2. Umieść studnię piaskową zawierającą cztery dostępne granulki we właściwym miejscu. Umieść cztery dodatkowe studnie piaskowe – każda bez nagrody i nie zawierająca granulek w dostępnej sekcji – w niewłaściwych lokalizacjach ustawionych na mapie lokalizacji studni piaskowych sesji.
   3. Umieść pastylkę kija i szczura w pudełku startowym do próby wyboru przywołania (np. Południe). Upewnij się, że ta lokalizacja początkowa (np. C1: Zachód) różni się od tych używanych w dwóch próbach kodowania (np. E1: Wschód, E2: Południe).
   4. Rozpocznij nagrywanie próby, korzystając z wewnętrznego systemu przechwytywania wideo.
      UWAGA: Ważne jest, aby prowadzić rejestr prób wyboru przywołania przez szczury w celu (1) przejrzystości badań (tj. surowych dowodów wykonania zadania przez każde zwierzę, które można przedstawić jako część materiału uzupełniającego do artykułu), (2) ponownej oceny i (3) przyszłego odniesienia (tj. w celu zbadania i zebrania danych dla innych wskaźników wydajności).
   5. W niestandardowym oprogramowaniu komputerowym wybierz liczniki czasu pasujące do studni piaskowych (timery piaskowe), które mają być używane w tej konkretnej sesji (Rysunek 4B).
   6. Gdy szczur zje wypluwkę (~30 s), otwórz drzwi za pomocą niestandardowego oprogramowania komputerowego. Gdy szczur opuści skrzynkę startową, zamknij drzwiczki skrzynki startowej i uruchom minutnik w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym.
   7. Gdy szczur kopie w studni piaszczystej, kliknij ikony studni piaskowej na ekranie, aby zarejestrować czas spędzony na kopaniu w każdej studni. Kontynuuj rejestrowanie czasu kopania szczura w każdej odwiedzonej studni piaskowej, aż do końca próby wyboru powrotu.
   8. Pozwól szczurowi zlokalizować i wejść do bazy domowej, aby zjeść tę nagrodę w postaci jedzenia.
   9. Zastosować tę samą procedurę, która została podana dla prób kodowania (patrz krok 4.2) w celu pobrania drugiego granulu z właściwej studni piaskowej w próbie wyboru wycofania.
   10. Nie klikaj i nie zapisuj czasu kopania szczura w każdej studni piaskowej odwiedzanej podczas poszukiwania drugiej kulki. Zapisz tylko kolejność odwiedzonych studni piaskowych (używając numerów od 1 do 5 przypisanych do każdej lokalizacji studni piaskowej), zanim szczur pomyślnie zlokalizuje nagrodzoną studnię piaskową i odzyska drugą kulkę. To wymaga koncentracji.

Rysunek 6: Równoważenie reprezentatywne. (A) Schemat ilustrujący, jak mapa lokalizacji studni piaskowej i prawidłowa lokalizacja studni piaskowej napotkana przez szczury (np. Szczur 1) zmienia się w trakcie sesji. (B) Przykład tabeli przeciwwagi dla jednej sesji (np. Sesja 1). Dla każdej próby w ramach jednej sesji używany jest inny starterbox (tj. kodowanie próby 1 (E1) rozpoczętej z South starterbox (SB)), ale ich kolejność użycia była taka sama dla każdego zwierzęcia (np. Rat 1-3). Studnie piaskowe użyte do właściwej lokalizacji (np. lokalizacja 2, 4, 3) i powiązane z nimi zestawy, wykorzystane w całości podczas próby wyboru przypomnienia, były równoważone w próbach każdej sesji (np. kodowanie 1, kodowanie 2, wybór przywołania) i zwierzętach wykonujących zadanie (np. Szczur 1-3). (C) Tabela przedstawiająca zestawy studni piaskowych równoważone w ramach sesji i między sesjami. W sumie jest 15 studni piaskowych i trzy zestawy (zestaw 1-3) studni piaskowych, z których każdy zawiera pięć studni (A-E). Każdy szczur używa różnych studzienek w każdej próbie wyboru kodowania i przypominania. Na przykład, jak wspomniano w Rysunek 6B, Szczur 1 użyje Sandwell 1A w próbie kodowania 1, Sandwell 1B w próbie kodowania 2 i Sandwell 2C w próbie wyboru przypomnienia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

5. Test przywołania sondy

1. Użyj tej samej konfiguracji, co w przypadku próby wyboru przywołania, z tą różnicą, że w żadnej z pięciu studni piaskowych, w tym w poprzednio nagrodzonej, prawidłowej lokalizacji studni piaskowej sesji nie ma dostępnych granulek. (Rysunek 8A,B).
   UWAGA: Podobnie jak w próbie wyboru przywołania, wszystkie pięć studni piaskowych jest dostępnych podczas testu sondy, a szczury mogą swobodnie kopać w dowolnych studniach piaskowych, które wybiorą; jednak żadna z studni piaskowych nie zawiera dostępnej nagrody w postaci pożywienia - zamiast tego wszystkie 12 granulek jest obecnych w niedostępnej części każdej studni piaskowej (Rysunek 3C).
2. Umieść pięć studni piaskowych nie zawierających żadnych dostępnych granulek na arenie w miejscach podanych na mapie studni piaskowych sesji (Rysunek 8).
3. Umieść szczura w pudełku startowym z kulką do kijówki. Użyj pozycji wyjściowej, która nie została zastosowana w żadnej z dwóch prób kodowania tej samej sesji.
4. Ustaw liczniki czasu piaskowego w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym tak, aby odpowiadały mapie studni piaskowych sesji (Rysunek 4B). Upewnij się, że liczniki czasu piaskowego ustawione w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym prawidłowo odpowiadają mapie studni piaskowych sesji.
5. Rozpocznij nagrywanie próby sondy w wewnętrznym systemie przechwytywania wideo.
   UWAGA: Ważne jest, aby prowadzić rejestr prób sondy przywoławczej szczurów w celu (1) przejrzystości badań (tj. surowych dowodów wykonania zadań przez każde zwierzę, które można przedstawić jako część materiału uzupełniającego artykułu), (2) ponownej oceny i (3) odniesienia w przyszłości (tj. w celu zbadania i zebrania danych dla innych wskaźników wydajności).
6. Gdy szczur skończy wypluwać, otwórz zdalnie drzwiczki skrzynki startowej za pomocą niestandardowego oprogramowania komputerowego (Rysunek 4B).
7. Gdy szczur wejdzie na arenę i znajdzie się w bezpiecznej odległości od drzwi, zamknij drzwi skrzynki startowej i uruchom stoper w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym.
8. Nagraj czas kopania i opóźnienie szczura w każdej z studni piaskowych odwiedzonych podczas 120-sekundowej próby sondy, klikając na każdą odwiedzoną studnię piaskową i przytrzymując tak długo, jak długo szczur kontynuuje kopanie. To 120-sekundowe odliczanie rozpoczyna się, gdy szczur kopie w pierwszej studni piaszczystej.
9. Zapisz czasy kopania i opóźnienia w 60 s i 120 s, wykonując zrzut ekranu niestandardowego oprogramowania komputerowego w czasie 60 s i 120 s.
10. Po upływie 120 sekund próby sondy umieść trzy granulki we właściwej studni piaskowej (tj. w lokalizacji nagrodzonej studni piaskowej w próbie kodowania), aby zapobiec spadkowi pamięci. Szczur musi odzyskać dwie z tych trzech granulek. Po pobraniu wypluwki szczur musi zlokalizować i wejść do bazy domowej, aby ją zjeść.
11. Naciśnij przycisk Stop na ekranie w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym po 120-sekundowym teście sondy. Wyczyść nazwę pliku i zanotuj tylko opóźnienie szczura w odzyskaniu pierwszej i drugiej kulki umieszczonej w teraz nagrodzonej, prawidłowej lokalizacji piaskownicy.
    UWAGA: Preferencyjne kopanie we właściwym miejscu jest używane jako wskaźnik pamięci: dobra pamięć o codziennym wydarzeniu, doświadczona w próbach kodowania (tj. napotkanie właściwej lokalizacji studni piaskowej sesji), jest wskazywana przez dłuższy czas spędzony na kopaniu we właściwym miejscu niż średni czas spędzony na kopaniu w niewłaściwych miejscach.
12. Zaplanuj test sondy przypominającej na początku treningu, aby sprawdzić, czy wydajność jest na poziomie szansy. Następnie zaplanuj testy sondy w określonych odstępach czasu (np. co szóstą sesję) lub zaplanuj tylko wtedy, gdy szczury osiągną stabilną wydajność zadania: aby uzasadnić test sondy, ich średni wskaźnik wydajności (%) musi wynosić 60% lub więcej przez trzy kolejne sesje. Średni wskaźnik wydajności jest zdefiniowany w kroku 7.3.1.

6. Test kontrolny bez kodowania

UWAGA: Próba bez kodowania jest miarą kontrolną używaną do określenia, czy szczury używają artefaktów węchowych, a nie pamięci o prawidłowym miejscu piaskownicy, do wykonania zadania. Jak sama nazwa wskazuje, "test kontrolny bez kodowania" oznacza, że przed próbą wyboru przypomnienia nie przeprowadza się żadnych prób kodowania; Przeprowadzane jest tylko badanie wyboru produktu z rynku. Oczekuje się, że bez pozwolenia na zakodowanie lokalizacji zdarzenia w codziennej pamięci, wyniki szczurów w próbie wyboru będą na poziomie przypadku. Jeśli tak nie jest, a szczury osiągają dobre wyniki w teście kontrolnym bez kodowania, może być konieczne przeprojektowanie studni piaskowych oraz ich dostępnych i niedostępnych przedziałów.

1. Należy przeprowadzić próbę wyboru produktu przypominającego sobie produkt zgodnie z opisem w punkcie 4.3 (kroki od 4.3.1 do 4.3.10).

7. Pomiar wydajności

UWAGA: Mierzonych jest kilka parametrów, a Rysunek Uzupełniający 1 pokazuje przykładowy arkusz danych.

1. Do wyboru studnie piaskowe
   UWAGA: Wybór definiuje się jako liczbę studni piaskowych, w których kopią szczury, aż do właściwej studni piaskowej włącznie, podczas prób wyboru i sondy przywoławczej. Maksymalna możliwa wartość wyboru to 5, ponieważ w sumie jest pięć studni piaskowych.
   1. Podczas każdej próby eksperymentu (próba wyboru przypomnienia i próba sondy przywołania) określ liczbę wyborów dokonanych przez szczura: czy kładzie przednie łapy na piaskownicy, czy w niej. Jeśli szczur przebiegł obok lub po prostu szybko obwąchał w pobliżu studni piaszczystej, nie jest to uważane za wybór.
   2. W rzadkich przypadkach, gdy trudno jest stwierdzić na podstawie monitorów wideo, czy szczury dokonały wyboru (jak zdefiniowano powyżej), należy sprawdzić pod koniec próby, czy nie ma żadnych śladów kopania: to znaczy, czy piasek jest przemieszczany wokół studni (studni). Jeśli istnieją dowody na kopanie, jakkolwiek niewielkie, rozważ to jako wybór. Zatrzymanie się przy studni piaszczystej i nie kopanie jest uważane tylko za wizytę i nie powinno być liczone jako wybór.
2. Błędy
   UWAGA: Błąd jest definiowany jako liczba nieprawidłowych studni piaskowych (nienagrodzonych), które szczury odwiedzają przed zlokalizowaniem właściwej studni piaskowej. Wybór definiuje się jako liczbę studni piaskowych, w których szczury kopią, aż do właściwej studni piaskowej włącznie, podczas prób wyboru i sondy przywoławczej. Maksymalna liczba błędów to cztery, ponieważ w sumie jest pięć studni piaskowych.
   1. Oblicz błąd przy użyciu następującego wzoru:
      Błąd = (Wybór - 1)
   2. Kiedy szczur ponownie odwiedzi niewłaściwą studnię piaskową, nie licz tego jako kolejnego błędu, ponieważ maksymalna liczba błędów wynosi cztery, ponieważ w sumie jest pięć studni piaskowych.
3. Wskaźnik wydajności (PI)
   UWAGA: Wskaźnik wydajności definiuje się jako liczbę błędów popełnionych przed znalezieniem przez szczury właściwej studni piaskowej w próbie wyboru przypomnienia. W przypadku pięciu studni piaskowych mogą wystąpić do czterech błędów. Poziom prawdopodobieństwa wśród pięciu studni piaskowych wynosi zatem dwa błędy (tj. 50%).
   1. Oblicz wskaźnik wydajności za pomocą następującego wzoru:
      
   2. Kiedy szczur ponownie odwiedzi niewłaściwą studnię piaskową, nie licz tego jako kolejnego błędu, ponieważ maksymalna liczba błędów wynosi cztery, ponieważ w sumie jest pięć studni piaskowych.
4. Opóźnienie
   UWAGA: Opóźnienie definiuje się jako czas, który upływa przed rozpoczęciem kopania w odpowiednim studniu (studniach).
   1. Zmierz opóźnienie od momentu, gdy szczur opuści skrzynkę startową, aż dotrze do właściwej studni piaskowej. Monitoruj i rejestruj opóźnienia za pomocą niestandardowego oprogramowania komputerowego.
5. Czas kopania
   1. Zmierz czas kopania przez szczury w każdej studni piaskowej (zarówno prawidłowej, jak i nieprawidłowej) w próbie sondy wycofania.
      UWAGA: Dobra pamięć do codziennych wydarzeń jest definiowana przez kopanie przez szczury we właściwej studni piaskowej (n = 1) przez większą część próby sondy 120 s niż średni czas, jaki spędzają na kopaniu w niewłaściwych studniach piaskowych (n = 4).
   2. Oblicz poprawne i niepoprawne wzory, korzystając z następujących wzorów:
      
      

8. Unikanie niezamierzonych uprzedzeń

UWAGA: Następujące środki kontrolne są stosowane w całym protokole, aby zapewnić powtarzalność i niezawodność tego codziennego zadania pamięciowego.

1. Zrównoważ lokalizacje studni piaskowych w różnych sesjach. Pozwala to uniknąć uprzedzeń związanych z nagrodami w stosunku do konkretnej strony areny wydarzenia.
2. Przeciwwaga dla zestawów studni piaskowych, a także studni piaskowych w tych zestawach używanych we właściwej pozycji, między sesjami i szczurami w każdej sesji. Zniechęca to szczury do prób podążania za pozostałościami po próbach poprzednich szczurów (szczurów).
3. Wytrzyj podłogę areny zawodów między każdą próbą szmatką nasączoną 70% roztworem etanolu; zapobiegnie to wpływowi ścieżki poprzedniego szczura (szczurów) na późniejsze wykonanie zadania.

Wyniki

Ten stabilny protokół bazowy został wykorzystany do skutecznego szkolenia szczurów do nauki tego codziennego zadania pamięciowego za pomocą allocentrycznych reprezentacji. W protokole tym znajdują się dwa ważne elementy. Po pierwsze, zwierzęta startują z różnych czarnych pól (np. Wschód, Południe i Zachód) w obrębie i pomiędzy sesjami (Rysunek 7A). Istnieją dwie próby kodowania i jedna próba wyboru przypomnienia na sesję (lub próba z sondą zamiast próby wyboru w niektórych przypadkach), wszystkie rozp...

Dyskusja

Ludzie automatycznie kodują pojedyncze zdarzenia w życiu codziennym. Łatwo przypominamy sobie niektóre wydarzenia i zapominamy o innych. Opisany powyżej epizodyczny protokół pamięci codziennej stanowi solidną metodę dla badaczy chcących zbadać ten typ pamięci (pamięć epizodyczną) u gryzoni. Ponieważ zadanie polega na codziennym znajdowaniu i pobieraniu granulek pokarmowych z określonego miejsca, wykorzystywany jest naturalny instynkt gryzoni do poszukiwania pożywienia. Zadanie opiera się na rozsądnym założeniu, że akt zn...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Kamera	CCTVFirst	N/A
Event Arena	University of Edinburgh (zaprojektowana i zbudowana we własnym	zakresie)University of Edinburgh (zaprojektowana i zbudowana we własnym zakresie)	Arena eventowa do codziennych zadań pamięciowych
Szczury z kapturem Lister,	Charles River, Wielka Brytania	603
Multitimer	Labview, University of Edinburgh (zaprojektowane i zbudowane we własnym zakresie)	Uniwersytet w Edynburgu (zaprojektowany i zbudowany we własnym zakresie)
Pneumatyka, ramy, areny imprezowej	RS Components Ltd.	Uniwersytet w Edynburgu (P. Spooner)	Narzędzia do budowy areny imprezowej
Sandwells	Adam Plastics (http://www.adamplastics.co.uk)	Uniwersytet w Edynburgu (P. Spooner)	Studnie piaskowe do areny
Startboxy	Adam Plastics (http://www.adamplastics.co.uk)	Uniwersytet w Edynburgu (P. Spooner)
Nagrywanie wideo	na komputerach z systemem Windows 10 za pomocą oprogramowania OBS, Blackmagic Decklink Mini Karty do nagrywania	Nie dotyczy