Name: Nauka miejsca i reagowania w labiryncie wieży na otwartym polu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-28T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: Poznaj metodę nauki przestrzennej w labiryncie wieży na otwartym polu u szczurów. Technika ta pozwala badać mechanizmy miejsca i reakcji bez stresu, co ułatwia analizę procesów poznawczych w neurobiologii zachowania.

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

playerTrialDesktop

Autorzy chcieliby podziękować Christopher Newport University za sfinansowanie przygotowania tego manuskryptu oraz The University of Vermont za sfinansowanie eksperymentów opisanych w sekcji reprezentatywnych wyników.

Niniejszy protokół został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt Uniwersytetu Christopher Newport.
1. Budowa aparatury OFTM
<ol>
	<li>Zbuduj ścianę ograniczającą (wysokość 40 cm, średnica 183 cm) z trzech elementów białego laminatu. Wykonaj okrągłą podłogę labiryntu (średnica 183 cm) z czarnego laminatu i przyklej ją do plastikowego blatu stołu. Przymocuj ścianę ograniczającą do krawędzi stołu za pomocą wkrętów i kleju.</li>
	<li>Zdekoruj wewnętrzną powierzchnię ściany ograniczającej: jedną ćwiartkę pozostaw jednolicie białą, jedną ćwiartkę pomaluj na jednolity czarny kolor, jedną ćwiartkę pomaluj w czarne pasy, a jedną ćwiartkę w czarne koła.</li>
	<li>Zbuduj cztery „wieże z pokarmem” (8 cm x 8 cm x 20 cm; Rysunek 1A), wycinając je z kwadratowego białego słupka PVC. Do szczytu każdej wieży przyklej kawałek czarnego laminatu (8 cm x 8 cm). Przymocuj je do podłogi labiryntu za pomocą kleju błyskawicznego w odstępach 54 cm od siebie.</li>
	<li>Zbuduj trzy „wieże do wstępnego treningu” (odpowiednio o wysokościach 5 cm, 10 cm i 15 cm; Rysunek 1B) z kwadratowego białego słupka PVC. Do szczytu każdej wieży przyklej kawałek czarnego laminatu (8 cm x 8 cm). Wieże te są przyklejone taśmą do podłogi labiryntu wyłącznie podczas fazy wstępnego treningu (opisanej poniżej).</li>
	<li>Do szczytu każdej wieży z pokarmem przyklej jeden czarny nieprzezroczysty plastikowy kubeczek na pokarm z nakrętką (wykorzystując przezroczysty plastikowy pojemnik na koraliki pomalowany na czarno; wysokość 1,75 cm, średnica 3,75 cm). W każdej nakrętce wywierć trzy małe otwory wentylacyjne (średnica 3 mm). Otwory te uniemożliwiają szczurowi zlokalizowanie „właściwej” wieży z pokarmem za pomocą wskazówek zapachowych. Wysokość wież treningowych sprawia, że szczur nie może zlokalizować „właściwej” wieży, traktując niezakryty kubeczek z pokarmem jako wskazówkę wizualną.</li>
</ol>
<img alt="Schemat ustawienia labiryntu wieżowego w otwartym polu; wieże do wstępnego treningu nawigacji przestrzennej w badaniach nad gryzoniami." src="/files/ftp_upload/53227/53227fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Fotografie labiryntu wieżowego w otwartym polu (Open-field Tower Maze, OFTM). (A) Szczur jest w stanie odnaleźć i pobrać nagrodę pokarmową tylko z jednej „wieży treningowej” z przynętą w fazie nabywania, a także podczas wszystkich późniejszych treningów i testów. (B) Podczas wstępnego treningu w centrum areny labiryntu umieszczone są trzy „wieże wstępne”. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53227/53227fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
2. Pomieszczenie z labiryntem OFTM
<ol>
	<li>Użyj lampy z żarówką 60 W (Lumens: 800), aby słabo oświetlić pomieszczenie z labiryntem. Lampa powinna znajdować się 3 ft nad podłogą i 2 ft z boku labiryntu, będąc skierowaną w stronę sufitu. W tle odtwórz biały szum (~70 dB) za pomocą generatora dźwięków.</li>
	<li>Zamontuj cyfrową kamerę wideo na suficie nad labiryntem, aby przesyłać obraz do komputera. Zawieś nieprzezroczystą zasłonę, aby oddzielić labirynt od obszaru monitorowania komputerowego.</li>
</ol>
3. Obsługa szczurów, restrykcje żywieniowe i kwaterowanie
<ol>
	<li>Każdy eksperymentator powinien obchodzić się ze wszystkimi szczurami przez siedem dni (4 min dziennie) przed rozpoczęciem wstępnego treningu.</li>
	<li>Wprowadzić szczury na dietę z ograniczeniem pokarmu (1 h swobodnego żerowania dziennie). Taka dieta zapewnia motywację szczurów do zdobywania nagród podczas treningu, przy jednoczesnym utrzymaniu prawidłowej masy ciała (~90% masy ciała przy swobodnym żerowaniu).</li>
	<li>Przez cały czas trwania eksperymentu kwaterować szczury po dwa w klatce (w przypadku samic). Samice szczurów kwaterowane parami wykazują niższy poziom lęku niż samice kwaterowane pojedynczo12.</li>
</ol>
4. Procedury wstępnego szkolenia
<ol>
	<li>Umieść w każdym niezakrytym kubku z pokarmem na siedmiu wieżach nagrodę pokarmową (np. jeden kawałek płatków owocowych).</li>
	<li>Umieść szczura w labiryncie w losowym miejscu i pozostaw go tam, aż odnajdzie i spożyje wszystkie siedem nagród pokarmowych, po czym wyjmij go z urządzenia.
	<ol>
		<li>Jeśli szczur nie zdobędzie wszystkich nagród pokarmowych w ciągu 10 min, usuń go z labiryntu i powtórz procedury wstępnego treningu następnego dnia. Uwaga: niektóre szczury będą potrzebowały więcej czasu niż inne, aby początkowo nauczyć się pobierać nagrody pokarmowe z szczytów wież.</li>
		<li>Jeśli szczur nie zdobędzie i nie spożyje wszystkich siedmiu nagród pokarmowych z wież w ciągu pierwszych dwóch dni wstępnego treningu, przeprowadź dodatkowe 30 min sesje w OFTM, aż nagrody zostaną pobrane. Zazwyczaj szczur odnajdzie i spożyje wszystkie nagrody pokarmowe po jednej lub dwóch takich 30 min sesjach.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Procedury treningu lokalizacji i treningu odpowiedzi
<ol>
	<li>Przypisz każdemu szczurowi dwa z czterech miejsc startowych. Zastosuj kontrbalansowanie dla następujących parametrów: punktu wypuszczenia z miejsca startowego w obrębie każdego dnia treningowego oraz pomiędzy dniami; rodzaju uczenia się (przestrzennego vs reakcyjnego); „poprawnej wieży” dla wszystkich osobników uczących się przestrzennie oraz kierunku skrętu, którego uczy się każdy osobnik uczący się reakcyjnie (w prawo vs w lewo).</li>
	<li>Na początku każdego dnia treningowego włącz generator szumu i uruchom program do nagrywania wideo. Umieść przynętę we wszystkich czterech wieżach i zakryj trzy z czterech miseczek z pokarmem, pozostawiając odsłoniętą nagrodę pokarmową w wieży „poprawnej”.</li>
	<li>W każdej próbie rozpocznij nagrywanie wideo (instrukcje znajdują się w instrukcji obsługi producenta), a następnie umieść szczura w labiryncie w przypisanym mu miejscu startowym. Następnie przejdź za zasłonę, aby obserwować zachowanie szczura na monitorze komputera. Wyjmij szczura z labiryntu natychmiast po pobraniu nagrody lub po upływie 3 min i zatrzymaj nagrywanie wideo.
	<ol>
		<li>W przypadku szczurów w grupie uczenia przestrzennego zawsze używaj tej samej „poprawnej” wieży z pokarmem i umieszczaj szczura w jednym z dwóch miejsc startowych. Osobnik uczący się przestrzennie rozwiązuje OFTM poprzez odnalezienie konkretnej lokalizacji przy użyciu wskazówek przestrzennych dostępnych w labiryncie. Na przykład: umieść przynętę w wieży D (= wieża „poprawna”) i wypuść szczura z miejsca startowego „2” lub „3” (strzałki ciągłe na Rysunku 2A, po lewej), lub umieść przynętę w wieży A i wypuść szczura z miejsca startowego „1” lub „4” (strzałki przerywane na Rysunku 2A, po lewej).</li>
		<li>W przypadku szczurów w grupie uczenia reakcyjnego zmieniaj „poprawną” wieżę z pokarmem w zależności od miejsca startowego. Osobniki uczące się reakcyjnie rozwiązują OFTM poprzez naukę wykonywania określonego skrętu (np. zawsze w prawo), niezależnie od miejsca startowego w labiryncie. Na przykład: umieść przynętę w wieży D i wypuść szczura z miejsca startowego „3”, lub umieść przynętę w wieży B i wypuść tego samego szczura z miejsca startowego „2” (strzałki ciągłe na Rysunku 2B, po lewej). Dla innego szczura: umieść przynętę w wieży B i wypuść szczura z lokalizacji „1”, lub umieść przynętę w wieży A i wypuść tego szczura z lokalizacji „4” (strzałki przerywane na Rysunku 2B, po lewej).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przeprowadź ze wszystkimi szczurami łącznie 48 prób treningowych w ciągu 12 dni (cztery próby dziennie).</li>
</ol>
<img alt="Schemat uczenia się miejsca względem reakcji; trening i test zmiany punktu startowego; wzorce nawigacji w labiryncie." src="/files/ftp_upload/53227/53227fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Schemat z widoku z góry przedstawiający procedury treningowe i testowe dla uczenia się miejsca oraz reakcji. Na rysunku przedstawiono lokalizacje startowe i miejsca nagrody pokarmowej dla osobników uczących się miejsca (A, lewo) i reakcji (B, lewo), a także lokalizacje startowe i nagrody stosowane podczas testu zmiany punktu startowego dla osobników uczących się miejsca (A, prawo) i reakcji (B, prawo). Numery wskazują punkt startowy szczura; szare kwadraty reprezentują wieże z pokarmem; linie ciągłe i przerywane wskazują wieżę z przynętą. Lokalizacje startowe są zrównoważone w obrębie każdego warunku treningowego. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53227/53227fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
6. Procedury testowania przełączania lokalizacji startowej
<ol>
	<li>Gdy wszystkie szczury osiągną poziom asymptotyczny (~80% poprawnych pierwszych wyborów), przeprowadź „test zmiany miejsca startu” (Start Location Switch Test), aby sprawdzić trwałość wyuczonego zachowania.</li>
	<li>Zastosuj kontrbalans dla nowych miejsc startu (i.e., miejsc startu, które nie były wcześniej wykorzystywane dla danego szczura).</li>
	<li>Postępuj zgodnie z procedurami dla każdej próby treningowej opisanymi w sekcji 5 protokołu, stosując nowe miejsca startu.
	<ol>
		<li>W przypadku szczura uczącego się miejsca, który pierwotnie był uwalniany z lokalizacji „2” lub „3” i miał wieżę D jako wieżę „poprawną”, umieść szczura w nowym miejscu startu „1” lub „4”, nadal umieszczając przynętę w wieży D (Rysunek 2A, prawa strona).</li>
		<li>W przypadku szczura uczącego się reakcji, który pierwotnie był uwalniany z lokalizacji „2” lub „3” i nauczył się skręcać w prawo, aby otrzymać nagrodę (odpowiednio w wieżach B i D), umieść szczura w nowym miejscu startu „1” lub „4” i umieść przynętę odpowiednio w wieży A lub C (co nadal wymagałoby od szczura skrętu w prawo w celu znalezienia nagrody pokarmowej) Rysunek 2B, prawa strona.</li>
		<li>Przeprowadź u wszystkich szczurów osiem prób testu zmiany miejsca startu w ciągu dwóch dni (cztery próby dziennie).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. Analiza danych
<ol>
	<li>Osoba oceniająca, która nie brała udziału w szkoleniu szczurów i nie zna przypisanej im grupy traktowania, powinna przeanalizować nagrania wideo z prób, zliczając liczbę reakcji szczura niezbędnych do znalezienia „poprawnej” wieży w każdej próbie (wskaźnikiem jest podniesienie się szczura nad miseczką z pokarmem).</li>
	<li>Oblicz procent prób w każdym dniu szkolenia, w których szczur znalazł nagrodę przy pierwszym wyborze (% poprawnych reakcji przy pierwszym wyborze). Na podstawie tych wartości wykreśl krzywe uczenia się dla poszczególnych dni szkolenia. W analizie statystycznej wykorzystaj procent poprawnych reakcji przy pierwszym wyborze.</li>
	<li>Oblicz liczbę prób, po których szczur osiągnął ustalone a priori kryterium opanowania zadania (t.j. poprawne reakcje przy pierwszym wyborze w 8 z 10 kolejnych prób). Z analizy wyklucz szczury, które nie osiągnęły kryterium a priori.</li>
</ol>

<ol><li>Luine, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+stress+causes+reversible+impairments+of+spatial+memory+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Repeated stress causes reversible impairments of spatial memory performance.</a> Brain Res. 639 (1), 167-170 (1994).</li>
<li>Lipatova, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+continuous+vs.+cycling+estrogen+replacement+on+the+acquisition%2C+retention+and+expression+of+place-+and+response-learning+in+the+open-field+tower+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Effects of continuous vs. cycling estrogen replacement on the acquisition, retention and expression of place- and response-learning in the open-field tower maze.</a> Neurobiol Learn Mem. 114, 81-89 (2014).</li>
<li>Packard, M. G., McGaugh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+dissociation+of+fornix+and+caudate+nucleus+lesions+on+acquisition+of+two+water+maze+tasks%3A+further+evidence+for+multiple+memory+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Double dissociation of fornix and caudate nucleus lesions on acquisition of two water maze tasks: further evidence for multiple memory systems.</a> Behav Neurosci. 106 (3), 439-446 (1992).</li>
<li>Packard, M. G., McGaugh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+hippocampus+or+caudate+nucleus+with+lidocaine+differentially+affects+expression+of+place+and+response+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Inactivation of hippocampus or caudate nucleus with lidocaine differentially affects expression of place and response learning.</a> Neurobiol Learn Mem. 65 (1), 65-72 (1996).</li>
<li>Poldrack, R. A., Packard, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competition+among+multiple+memory+systems%3A+converging+evidence+from+animal+and+human+brain+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Competition among multiple memory systems: converging evidence from animal and human brain studies.</a> Neuropsychologia. 41 (3), 245-251 (2003).</li>
<li>Quinlan, M. G., Hussain, D., Brake, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+cognitive+strategies+in+rats%3A+the+role+of+estradiol+and+its+interaction+with+dopamine%5BTitle%5D)+AND+%22Horm+Behav%22%5BJournal%5D)">Use of cognitive strategies in rats: the role of estradiol and its interaction with dopamine.</a> Horm Behav. 53 (1), 185-191 (2008).</li>
<li>Korol, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+estrogen+in+balancing+contributions+from+multiple+memory+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Role of estrogen in balancing contributions from multiple memory systems.</a> Neurobiol Learn Mem. 82, 309-323 (2004).</li>
<li>Cole, M. R., Clipperton, A., Walt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+versus+response+learning+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Behav%22%5BJournal%5D)">Place versus response learning in rats.</a> Learn Behav. 35 (4), 214-224 (2007).</li>
<li>Prut, L., Belzung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+open+field+as+a+paradigm+to+measure+the+effects+of+drugs+on+anxiety-like+behaviors%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharmaco%22%5BJournal%5D)">The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review.</a> Eur J Pharmaco. 463 (1-3), 3-33 (2003).</li>
<li>Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endogenous+anxiety+and+stress+responses+in+water+maze+and+Barnes+maze+spatial+memory+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks.</a> Behav Brain Res. 198 (1), 247-251 (2009).</li>
<li>Bowman, R. E., Beck, K. D., Luine, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+stress+effects+on+memory%3A+sex+differences+in+performance+and+monoaminergic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Horm+Behav%22%5BJournal%5D)">Chronic stress effects on memory: sex differences in performance and monoaminergic activity.</a> Horm Behav. 43 (1), 48-59 (2003).</li>
<li>Lunga, P., Herbert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((17Beta-oestradiol+modulates+glucocorticoid%2C+neural+and+behavioural+adaptations+to+repeated+restraint+stress+in+female+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroendocrinol%22%5BJournal%5D)">17Beta-oestradiol modulates glucocorticoid, neural and behavioural adaptations to repeated restraint stress in female rats.</a> J Neuroendocrinol. 16 (9), 776-7785 (2004).</li>
<li>Newhouse, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogen+treatment+impairs+cognitive+performance+after+psychosocial+stress+and+monoamine+depletion+in+postmenopausal+women%5BTitle%5D)+AND+%22Menopause%22%5BJournal%5D)">Estrogen treatment impairs cognitive performance after psychosocial stress and monoamine depletion in postmenopausal women.</a> Menopause. 17 (4), 860-873 (2010).</li>
<li>Lipatova, O., Toufexis, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogen+enhances+the+retention+of+spatial+reference+memory+in+the+open+field+tower+task%2C+but+disrupts+the+expression+of+spatial+memory+following+a+novel+start+position%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Estrogen enhances the retention of spatial reference memory in the open field tower task, but disrupts the expression of spatial memory following a novel start position.</a> Neurobiol Learn Mem. 99, 50-58 (2012).</li>
<li>Lipatova, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recency-to-primacy+shift+in+cue+competition%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Psychol+Anim+Behav+Process%22%5BJournal%5D)">Recency-to-primacy shift in cue competition.</a> J Exp Psychol Anim Behav Process. 32 (4), 396-406 (2006).</li>
<li>De La Casa, L. G., Timberlake, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+preexposure+and+retention+interval+placement+on+latent+inhibition+and+perceptual+learning+in+a+choice-maze+discrimination+task%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Behav%22%5BJournal%5D)">Effects of preexposure and retention interval placement on latent inhibition and perceptual learning in a choice-maze discrimination task.</a> Learn Behav. 34 (2), 193-201 (2006).</li>
<li>Liang, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Buspirone+impaired+acquisition+and+retention+in+avoidance+tasks%3A+involvement+of+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Chin+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Buspirone impaired acquisition and retention in avoidance tasks: involvement of the hippocampus.</a> Chin J Physiol. 41 (1), 33-44 (1998).</li>
<li>Gisquet-Verrier, P., Alexinsky, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+contextual+change+determine+long-term+forgetting%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Learning+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">Does contextual change determine long-term forgetting.</a> Animal Learning and Behavior. 14 (4), 349-358 (1986).</li>
<li>Gisquet-Verrier, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+to+retrieval+cues+improves+retention+performance+and+induces+changes+in+ACTH+and+corticosterone+release%5BTitle%5D)+AND+%22Psychoneuroendocrinology%22%5BJournal%5D)">Exposure to retrieval cues improves retention performance and induces changes in ACTH and corticosterone release.</a> Psychoneuroendocrinology. 29 (4), 529-556 (2004).</li>
<li>Packard, M. G., Hirsh, R., White, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+fornix+and+caudate+nucleus+lesions+on+two+radial+maze+tasks%3A+evidence+for+multiple+memory+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Differential effects of fornix and caudate nucleus lesions on two radial maze tasks: evidence for multiple memory systems.</a> J Neurosci. 9 (5), 1465-1472 (1989).</li>
<li>Devan, B. D., McDonald, R. J., White, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+medial+and+lateral+caudate-putamen+lesions+on+place-+and+cue-guided+behaviors+in+the+water+maze%3A+relation+to+thigmotaxis%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of medial and lateral caudate-putamen lesions on place- and cue-guided behaviors in the water maze: relation to thigmotaxis.</a> Behav Brain Res. 100 (1-2), 5-14 (1999).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Do badania uczenia się i pamięci u gryzoni można wykorzystać wiele paradygmatów, a każdy z nich ma ważne kroki, które eksperymentatorzy powinni wykonać. W OFTM ważne jest, aby warunki labiryntu (np. położenie labiryntu, wskazówki wewnątrz i na zewnątrz labiryntu, słabe oświetlenie i poziom hałasu w tle, dzienny czas treningu) były utrzymywane na stałym poziomie przez cały czas trwania eksperymentu. Konieczne jest również zminimalizowanie stresu u szczurów, aby zapewnić ciągłą wydajność w OFTM. Stres u samic szcz...

Labirynt wieżowy otwartego pola (OFTM) może być wykorzystany do zbadania behawioralnych i neurobiologicznych mechanizmów uczenia się przestrzennego u gryzoni. Co ważne, OFTM pozwala naukowcom badać zarówno "place-based", jak i "response-based" typy uczenia się. Podczas uczenia się miejsca zwierzę porusza się po labiryncie, korzystając ze wskazówek przestrzennych w otaczającym środowisku (np. nagroda w postaci jedzenia znajduje się obok wysokiej latarni). Podczas uczenia się odpowiedzi zwierzę wykonuje określoną reakcję zwrotną niezależnie od swojego położenia względem wskazówek przestrzennych (np. skręć w lewo lub w prawo, aby znaleźć nagrodę w postaci jedzenia). Wcześniej donoszono, że uczenie się odpowiedzi i uczenie się w miejscu opierają się na dwóch różnych systemach pamięci3, 4, a mapowanie ich mechanizmów neuronalnych jest ciągłym dążeniem naukowym2, 5-7. Konstrukcja OFTM została zaadaptowana z wcześniej opisanej8.
Paradygmaty otwartego pola (składnik OFTM) są powszechnie używane do badania lęku u gryzoni9. Podczas typowego testu lęku na otwartym polu szczury, które spędzają więcej czasu na środku otwartego pola, mają niższy poziom stresu i niepokoju niż szczury, które spędzają więcej czasu w pobliżu obwodu. W OFTM szczur musi wejść do środka labiryntu, aby znaleźć nagrodę w postaci jedzenia. Dlatego prawidłowa nawigacja w OFTM wskazuje, że szczury te nie są zestresowane. Jednym z powodów, dla których szczury nie są zestresowane podczas treningu, jest to, że w przeciwieństwie do standardowych testów treningu lękowego na otwartym polu, OFTM wymaga fazy wstępnego treningu, podczas której szczur jest wstępnie wystawiony na labirynt przez długi okres czasu. Ponadto trening odbywa się w słabo oświetlonym otoczeniu, co dodatkowo zmniejsza wywołujący niepokój aspekt otwartego pola, które jest zazwyczaj jasno oświetlone.
Kolejną unikalną cechą OFTM, w porównaniu do niektórych innych labiryntów, jest sposób mierzenia nauki. Eksperymentatorzy korzystający z labiryntu wodnego Morrisa lub labiryntu Barnesa zazwyczaj mierzą uczenie się, analizując prędkość i/lub długość ścieżki, jaką pokonuje szczur, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Na te zależne miary mogą mieć wpływ czynniki niezwiązane z uczeniem się, takie jak zmiany w ogólnej aktywności motorycznej szczura. Jednak OFTM mierzy uczenie się za pomocą procentu poprawnej odpowiedzi pierwszego wyboru, jaką szczur wykonuje, aby znaleźć nagrodę w postaci jedzenia. Ta zależna miara nie jest podatna na zmiany w sprawności motorycznej i dlatego dokładniej ocenia uczenie się niż pomiary prędkości i odległości. Niemniej jednak eksperymentator może również zmierzyć prędkość i odległość przebytą przez szczura w OFTM za pomocą oprogramowania do śledzenia wideo.
Inne typy labiryntów, takie jak labirynt T, Labirynt Morrisa i Labirynt Barnesa, mogą być używane do nauki miejsca i odpowiedzi. Jednak OFTM jest wyjątkowy pod kilkoma godnymi uwagi względami. Po pierwsze, OFTM jest bardziej czułym testem behawioralnym niż labirynt T, ponieważ OFTM ma szansę na 25%, podczas gdy labirynt T ma szansę na 50%. Po drugie, szczur może skręcać tylko w jeden z dwóch sposobów w labiryncie T, ale ma nieograniczone możliwości wyznaczania trasy podczas nawigacji w OFTM. Po trzecie, w przeciwieństwie do zadań Morris Water Maze i Barnes Maze (które mają nieograniczone możliwości trasy, takie jak OFTM), eksperymenty z użyciem OFTM nie wymagają od szczurów poruszania się w sytuacji awersyjnej. Szczury są zmotywowane do poruszania się w labiryncie wodnym Morrisa, aby uciec przed pływaniem w wodzie i są zmotywowane do poruszania się w labiryncie Barnesa, aby uniknąć przebywania w otwartym, jasno oświetlonym środowisku. Wykazano, że narażenie na labirynt wodny Morrisa lub labirynt Barnesa indukuje uwalnianie hormonu stresu (tj. kortykosteronu) u gryzoni10. Jednak szczury poruszają się w OFTM, ponieważ są zmotywowane do znalezienia nagrody w postaci jedzenia, a trening odbywa się przy słabym oświetleniu otoczenia. W związku z tym OFTM jest nieawersyjnym zadaniem pożądawczym. Wyniki eksperymentów, które wykorzystują paradygmat stresującego labiryntu do zbadania wpływu manipulacji, takich jak narkotyki, hormony, ćwiczenia lub dieta, na mechanizmy uczenia się i pamięci, mogą być trudne do interpretacji, ponieważ "stres" sam w sobie może wpływać na funkcje poznawcze.

<table><tbody><tr><td>Konstrukcja OFTM dostarcza</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>okulary ochronne, przezroczyste, niepowlekane</td><td>Grainger</td><td>4EY97</td><td>Służy do ogólnej ochrony oczu podczas budowy labiryntu</td></tr><tr><td>Taśma maskująca, Beżowa, 18&#160; mm x 55&#160; m</td><td>Grainger</td><td>15F739</td><td>Uniwersalne</td></tr><tr><td>nożyce Wiss</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>37103278647</td><td>Ogólne zaopatrzenie</td></tr><tr><td>Okrągły stół składany Lancaster 6 stóp - Heavy Duty biały granit z tworzywa sztucznego - 29"&nbsp;</td><td>www.webstaurantstore.com</td><td>384YCZ72RND</td><td>Używany jako podstawa labiryntu</td></tr><tr><td>Arkusz blatu laminowanego w białym matowym wykończeniu (48 x 96 x 0,039)</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>1573603504896</td><td>Używany jako ściany do labiryntu</td></tr><tr><td>Laminowany arkusz blatu w czarnym matowym wykończeniu (48 x 96 x 0,039)</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>1595603504896</td><td>Używany jako podłoga labiryntu</td></tr><tr><td>Klej, Spray, 24&#160; uncja, 17.6&#160; oz netto. 3M</td><td>Grainger</td><td>3MA16</td><td>Służy do przyklejania podłogi laminowanej do blatu stołu i kawałków laminatu do siebie</td></tr><tr><td>16,6 uncji #90 o wysokiej wytrzymałości S</td><td>Lowe's</td><td>193252</td><td>Służy do przyklejania podłogi laminowanej do blatu Superflex</td></tr><tr><td>RTV, silikonowy klej uszczelniający, Loctile</td><td>VWR</td><td>300040-068</td><td>Służy do uszczelniania wokół bazy, (między podłogą a ścianami labiryntu)</td></tr><tr><td>Uszczelniacz przemysłowy; 10.1&#160; oz</td><td>Grainger</td><td>4UH06</td><td>Służy do uszczelniania wokół bazy, (między podłogą a ścianami labiryntu)</td></tr><tr><td>Taśma maskująca malarza; Taśma Szura; 2&#160; w x 60&#160; yd</td><td>Grainger</td><td>6FET7</td><td>Służy do zaznaczania wzorów wizualnych na ścianach labiryntu</td></tr><tr><td>Mini/Trim taca na farbę</td><td>ACE Hardware</td><td>1365105</td><td>Służy do przechowywania farby&nbsp;</td></tr><tr><td>Mini wałek piankowy 4" 6&#160; pk</td><td>ACE Hardware</td><td>1494871</td><td>Służy do malowania wzorów&nbsp;</td></tr><tr><td>Val Sample Set Nbase paint</td><td>ACE Hardware</td><td>1505031</td><td>Używany jako farba do wzoru na ścianach labiryntu</td></tr><tr><td>HP Paint Black</td><td>Walmart</td><td>72450405005</td><td>Służy do malowania wzoru na ścianach labiryntu</td></tr><tr><td>Pędzel</td><td>Walmart</td><td>81773801110</td><td>Służy do malowania wzoru na ścianach labiryntu</td></tr><tr><td>Taśma klejąca, 2&#160; w x 60&#160; yd, 10,5&#160; mil. Black</td><td>Grainger</td><td>15F767</td><td>Służy do owijania zewnętrznej części labiryntu</td></tr><tr><td>4x4 8&#160; ft PT sosnowy winyl-CTD Post W/Cap</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>40933070541</td><td>Służy do budowy wież do labiryntu</td></tr><tr><td>20 gramów Pro Super Glue</td><td>Lowe's</td><td>125870</td><td>Służy do przyklejania szczytów wież, wież do podłogi labiryntu i kubków na żywność do szczytów wież Pojemniki</td></tr> na <tr><td>koraliki 9 - 1/2</td><td>Michaels</td><td>652695766978</td><td>Używane jako kubki na żywność na szczycie wież</td></tr><tr><td>Farba w sprayu,, 12&#160; oz</td><td>Grainger</td><td>6KP22</td><td>Służy do malowania kubków i pokrywek na żywność</td></tr><tr><td>Przygotowanie</td><td></td><td></td><td></td>pomieszczenia</tr><tr><td>Conair SU1W Sound Machine; 10 dźwięków</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>204493600</td><td>Używany do szumów tła</td></tr><tr><td>Lampa</td><td>Walmart</td><td>5027698392</td><td>Używany do przyciemniania oświetlenia pokoju labiryntu</td></tr><tr><td>ES 14 i # 160; W DayLight Żarówka spiralna 4&#160; pk</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>762148208433</td><td>Służy do przyciemniania oświetlenia pokoju labiryntu</td></tr><tr><td>Zasłona prysznicowa</td><td>Walmart</td><td>3429910901</td><td>Służy do separacji między labiryntem a eksperymentatorem</td></tr><tr><td>Karnisz</td><td>Łóżko Wanna & Poza</td><td>76598645104</td><td>Służy do oddzielania labiryntu od eksperymentatora</td></tr><tr><td>Pętle Froot Płatki zbożowe</td><td>Walmart</td><td>3800039122</td><td>Używany jako nagroda</td></tr><tr><td>Sprzęt</td><td></td><td></td><td></td>nagrywający</tr><tr><td>Rejestrator multimediów Wideo 3:4</td><td>Noldus</td><td>NMR4-0200</td><td>Służy do nagrywania prób treningowych</td></tr><tr><td>Monochromatyczna kamera GigE</td><td>Noldus</td><td>XCFW-BG62</td><td>Służy do nagrywania prób treningowych</td></tr><tr><td>Laptop Precision M4800</td><td>Dell</td><td>N/A</td><td>Służy do uruchamiania oprogramowania wideo</td></tr></tbody></table>

nauka miejsca i reagowania w labiryncie wieży na otwartym polu

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

Ten protokół opisuje, w jaki sposób paradygmat otwartego labiryntu wieży (OFTM) jest używany do badania uczenia się przestrzennego u gryzoni. Ten labirynt jest szczególnie przydatny do zbadania, w jaki sposób szczury uczą się korzystać z uczenia się miejsca lub reakcji, aby skutecznie poruszać się po arenie na otwartym polu. Ponadto protokół ten opisuje, w jaki sposób OFTM różni się od innych paradygmatów labiryntu behawioralnego, które są powszechnie stosowane do badania uczenia się przestrzennego u gryzoni. OFTM opisany w tym artykule został zaadaptowany z wcześniej opisanego przez Cole'a, Clippertona i Walta (2007). W szczególności OFTM został stworzony do testowania uczenia się przestrzennego u gryzoni bez konieczności rozważania, w jaki sposób "stres" może odgrywać rolę jako zmienna zakłócająca. Eksperymenty wykazały, że sam stres może znacząco wpływać na funkcje poznawcze1. Sekcja reprezentatywnych wyników zawiera dane z eksperymentu, w którym wykorzystano OFTM do zbadania wpływu leczenia estradiolem na uczenie się miejsca i odpowiedzi u dorosłych samic szczurów Sprague Dawley2. Przyszłe badania będą miały na celu zbadanie roli hipokampa i prążkowia w uczeniu się na miejscu i odpowiedzi w OFTM.

Reprezentatywne wyniki opisane w niniejszej pracy zostały wcześniej opublikowane w czasopiśmie Neurobiology of Learning &amp; Memory, Elsevier2. W tym eksperymencie wykorzystano OFTM do zbadania wpływu przewlekłego oraz cyklicznego podawania estradiolu na uczenie się miejsca i uczenie się reakcji u samic szczurów linii Sprague-Dawley (250 – 300 g; N = 48). Zastosowanie OFTM w tym doświadczeniu było uzasadnione dwoma istotnymi powodami. Po pierwsze, wykazano, że estradiol wywołuje odmienne efekty w uczeniu się ...

Labirynt Wieży Otwartego Pola (OFTM) to labirynt stworzony do badania behawioralnych i neuronalnych mechanizmów uczenia się przestrzennego (np. uczenia się miejsca lub odpowiedzi) u szczurów. Ten labirynt jest szczególnie przydatny dla eksperymentatorów, którzy chcą wykorzystać bezstresowy paradygmat labiryntu do zbadania uczenia się przestrzennego w swoich badaniach.

Nauka miejsca i reagowania w labiryncie wieży na otwartym polu

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest przeszkolenie szczurów w zadaniu w labiryncie typu open field tower. Jest to realizowane poprzez najpierw zbudowanie aparatury labiryntu, a w drugim kroku poprzez dobieranie w pary, kwaterowanie i oswajanie szczurów.Następnie szczury są aklimatyzowane w labiryncie i przechodzą wstępny trening. Ostatnim krokiem jest przeprowadzenie procedur treningowych i testowych dotyczących reakcji lub miejsca. Ostatecznie rejestruje się procent poprawnych pierwszych wyborów dla każdego szczura, aby określić tempo i skalę uczenia się w labiryncie.Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi labiryntami jest to, że labirynt wieżowy w otwartym polu (open field tower maze) jest nieawersyjnym zadaniem powtarzalnym. Dzięki temu stres zostaje wyeliminowany jako potencjalna zmienna zakłócająca. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania z zakresu neuronauki behawioralnej, takie jak wpływ hormonów na procesy uczenia się i pamięci.W warunkach braku stresu, choć metoda ta może dostarczyć wglądu w neuronalne mechanizmy uczenia się i pamięci u dorosłego szczura, może ona być stosowana również w innych systemach modelowych, takich jak myszy i gryzon

place-and-response-learning-in-the-open-field-tower-maze

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Labirynt Lashley III to zadanie polegające na nauce trasy, które nie opiera się na bodźcach awersyjnych ani wskazówkach wizualnych. Stanowi on zatem bardzo atrakcyjną opcję do oceny uczenia się i pamięci, zwłaszcza u starszych myszy lub w sytuacjach, w których istotnym czynnikiem jest stres.

Nauka trasy przy niskim poziomie stresu z wykorzystaniem labiryntu Lashley III u myszy

MazeSuite to kompletny zestaw narzędzi do przygotowywania, przeprowadzania i analizowania eksperymentów nawigacyjnych i przestrzennych. Funkcjonalna spektroskopia bliskiej podczerwieni (fNIR) jest optyczną techniką obrazowania mózgu, która umożliwia nieinwazyjne i przenośne monitorowanie zmian w utlenowaniu krwi mózgowej. Niniejszy artykuł podsumowuje wspólne zastosowanie MazeSuite i fNIR w paradygmacie uczenia się procesów poznawczych.

Wykorzystanie MazeSuite i funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni do badania uczenia się w nawigacji przestrzennej

Ten film pokazuje, jak korzystać z labiryntu Barnesa za pomocą myszy. Procedura testowa Barnes Maze jest stosowana przez naukowców do oceny uczenia się przestrzennego i pamięci u zwierząt laboratoryjnych po wielokrotnych próbach.

Labirynt Barnesa: metoda oceny uczenia się przestrzennego i pamięci u zwierząt laboratoryjnych

Labirynt Barnesa na suchym lądzie jest powszechnie używany do mierzenia zdolności nawigacji przestrzennej w odpowiedzi na łagodnie awersyjne bodźce. W ciągu kolejnych dni poprawia się wydajność (np. opóźnienie w zlokalizowaniu klatki ewakuacyjnej) osób z grupy kontrolnej, co wskazuje na normalne uczenie się i pamięć. Różnice między szczurami a myszami wymagają zmian w aparaturze i metodologii, które zostały szczegółowo opisane tutaj.

Strategie testowania labiryntu Barnesa z małymi i dużymi modelami gryzoni

Opisujemy protokoły szkolenia szczurów do przewlekłych zapisów elektrofizjologicznych w pełni zautomatyzowanych zadaniach poznawczych w labiryncie projekcji podłogowej.

Zautomatyzowane wizualne zadania poznawcze do rejestrowania aktywności neuronalnej za pomocą labiryntu projekcji podłogowej

Zapewniony jest protokół korzystania z labiryntu otwartego pola w celu uzyskania dostępu do ogólnej aktywności lokomotorycznej, lęku i emocjonalności w laboratoryjnym modelu myszy.

Wykorzystanie labiryntu otwartego pola do pomiaru zachowań lokomotorycznych i lękowych u myszy

Celem tego protokołu jest zbadanie poznania przestrzennego u gryzoni. Wodny labirynt z podwójnym H to nowatorski test, który jest szczególnie przydatny do wyjaśnienia różnych elementów uczenia się, konsolidacji i pamięci, a także wzajemnego oddziaływania systemów pamięci.

Labirynt Double-H: solidny test behawioralny do uczenia się i pamięci u gryzoni

Ten artykuł opisuje modyfikację labiryntu Barnesa, standardowego paradygmatu gryzoni używanego do oceny pamięci przestrzennej i uczenia się, do stosowania u małych łuskonośnych.

Ocena uczenia się przestrzennego i pamięci u małych łuskowatych

Ten protokół opisuje test behawioralny, oparty na teście labiryntu Barnesa, w celu zbadania, jak instynktowne działania obronne są modyfikowane przez wiedzę o środowisku przestrzennym.

Test behawioralny do badania roli pamięci przestrzennej podczas instynktownej obrony u myszy

W tym miejscu przedstawiamy protokół testu aktywnego unikania miejsc, zależnego od hipokampa paradygmatu uczenia się przestrzennego przeznaczonego dla gryzoni. Zmiana kluczowych parametrów pozwala na ponowne badanie zwierząt przed i po zabiegach lub w czasie.

Test aktywnego unikania miejsc (APA), skuteczne, wszechstronne i powtarzalne zadanie uczenia się przestrzennego dla myszy

Poznaj metodę nauki przestrzennej w labiryncie wieży na otwartym polu u szczurów. Technika ta pozwala badać mechanizmy miejsca i reakcji bez stresu, co ułatwia analizę procesów poznawczych w neurobiologii zachowania.

Nauka miejsca i reagowania w labiryncie wieży na otwartym polu

Przeglądaj więcej filmów