Лабиринт Лэшли III является маршрут обучения задача, которая не зависит от неприятных стимулов или визуальные подсказки. Таким образом, весьма привлекательным вариантом для оценки обучения и памяти, особенно в стареющих мышей или иным образом, где стресс рассмотрения.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Низкий стресс Маршрут обучения с использованием Лабиринт Лэшли III у мышей
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Многие тесты поведения, предназначенных для оценки обучения и памяти у грызунов, особенно мышей, полагаться на визуальные сигналы, питание и / или воды лишений или других неприятных стимулов мотивации задачу приобретения. С возрастом животных, сенсорных модальностей ухудшаться. Например, многие штаммы мышей развивать слух дефицит или катаракты. Изменения в сенсорных систем, необходимых для руководства мышей во время выполнения задачи приобретения настоящий потенциал смешивает в интерпретации обучения изменения в стареющих животных. Более того, использование стимулов отвращение мотивировать животных, чтобы узнать задач является потенциально противоречащих друг мышей при сравнении с дифференциальной чувствительности к стрессу. Чтобы свести к минимуму эти типы смешанных эффектов, мы внедрили модифицированную версию лабиринт Лэшли III. Этот лабиринт зависит от маршрута обучения, при которой мышей учиться ориентироваться лабиринте с помощью многократного воздействия в условиях низкого напряжения, например, темные фазы, без еды / воды лишений, пока они не переходить пути с самого начала местом для псевдо-дома клетку с 0 или 1 ошибка (ы) в течение двух последовательных испытаний. Мы классифицируем это как с низким уровнем стресса поведение тест, потому что он не опирается на раздражители отвращение поощрять исследования лабиринта и изучение задачи. Аппарат состоит из модульных окно начала, 4-руки лабиринт тела, и цель коробки. В конце цель окно псевдо-дома клетку, которая содержит постельные принадлежности близка к найденной в доме клетку животного и специфичен для каждого животного в течение всего срока лабиринт тестирования. Было показано ранее, что это псевдо-дом клетке обеспечивает достаточную награду мотивировать мышей, чтобы научиться ориентироваться в лабиринте
Протокол
1. Способ приготовления:
- Лабиринт Лэшли III изготовлен из оргстекла и показано на рисунке 1. Начать окна лабиринта оружия, и цель окна являются модульными, чтобы обеспечить уборку и модифицируемость из лабиринта. Стены начинают окна лабиринта оружия, и цель поле построены из черного плексигласа для устранения визуальных подсказок извне и внутри лабиринта. Лабиринт руки 45 см в длину, 7 см в высоту и 5 см в ширину. Двери, ведущие к последовательным оружия из лабиринта находятся 4 см х 4 см и расположены 11 см от наружных стен лабиринта. Цель окна составляет 19,5 см в длину х 7 см х 5 см в ширину. Начать окно 8 см х 9,5 см х 7 см. Отдельные части ясно оргстекла размещены в верхней части окна начать, лабиринт, и цель поле, чтобы разрешить визуализации каждой мыши, как она прогрессирует через лабиринт, не допуская мышей от побега. Лабиринт опирается на базу, построенную из красного оргстекла, что достаточно большой, чтобы провести три части лабиринта плюс псевдо-дом клетке, что имеет те же размеры, как стандартные клетки доме животного.
- Для подготовки псевдо-клетках дома до первого судебного процесса лабиринт, свежий материал постельных принадлежностей того же рода, что и в клетках животных дома добавляется в отдельные клетки, имеющие основания дверных проемов (2 см х 2 см) нарезать сторон. Место проволоки вершины на эти клетки днища и индивидуально число их, по одному для каждого животного в тестировании когорты. Эти клетки будут служить в качестве индивидуальных дома псевдо-клетки для каждого животного в течение всего срока тестирования сроки. Потому что мы исследуем роль стресса и / или тревожное поведение, связанное с изучением и памятью, мы используем псевдо-клетках дома, чтобы избежать индивидуально жилищного мышей в своих клетках дома. Однако, если эти факторы не являются предметом главной озабоченности, животные могут быть размещены в отдельно домой клетки модифицированных дверные проемы и эти клетки могут служить домом клетки для успешной навигации лабиринте.
2. Тестирование:
- Каждый день, животные перемещаются в комнату тестирования поведения минимум за час до тестирования, чтобы они могли акклиматизироваться к среде тестирования.
- Тридцать минут до времени начала тестирования, продукты питания и вода удаляется из всех домашних клетках. Держите еду и воду в комнате поведение тестирования, но в недоступном для мышей. Пища и вода, как правило, удалены через 30 минут после перехода от легкой фазы на темную фазу, после пика кормления произошло. Это гарантирует, что животные, в основном продовольствие и воду сытый перед тестированием, однако, тестирование в этот период дает небольшую дополнительную движущей силой для перемещения по лабиринту, хотя нет открытого пищу или воду дары на выполнении задачи.
- После 30 мин предтестовая период истек, чистый лабиринт с 70% этанола. Оставьте двери, ведущей с самого начала коробку в лабиринте оружия закрыты. Двери на обоих концах цель окно остается открытым.
- Место псевдо-дом клетке соответствует первое животное в конце цель коробки.
- Провести первую мышь в лабиринте, сложив его в руке. Положите мышь в стартовом окне и закрыть крышкой.
- Когда в состоянии наблюдать лабиринт беспрепятственно открыть дверь начать ящик и сразу же запустить три секундомеры.
- Когда все четыре лапы мыши не оставили начать окно, закройте дверь начала коробку и остановить первый таймер.
- Запись вручную путь мыши путешествий, как на его борту лабиринт. Мышь входит в новую зону или руку из лабиринта, когда все четыре лапы перешли в этой области (см. рис. 1).
- Когда все четыре лапы попадает в ворота окно, закройте дверь, ведущая между лабиринтом и цель окно и остановить второй секундомер.
- Когда мышь полностью вошел псевдо-дома клетку, закрыть дверь между коробкой цели и клетку. Стоп третий секундомер.
- Запись раза из трех секундомеров. Подсчитайте количество ошибок мыши сделал. Ошибка определяется как вступление в тупик куль-де-мешок зоны (например, переходя из рук в зону L К;. Рис. 1) или в путешествии обратно через уже путешествовал руку из лабиринта (например, переход от F руку, чтобы вооружить С, рис 1).. Хотя мы и оценка мыши производительность, как это происходит, можно заснять на видео-или иную запись испытаний лабиринт, чтобы обеспечить последующее забив ни на глаз, либо автоматизированного программного обеспечения. Экспериментатор усмотрению должна быть использована для выбора соответствующего метода.
- Оставьте животное в псевдо-дом клетке в течение 1 мин, прежде чем вернуть в его родную клетку.
- Повторите шаги с 2,3 до 2,12 для всех мышей в тестировании когорты.
- Когда последняя мышь в когорте был возвращен в исходное клетке, начинаются 30 Таймер мин. В конце этого периода 30 мин, возвращение пищи и воды для всех мышей в когорте, а затем вернуться к своим животным колонии комнату.
- Повторите эту процедуру на ночей подряд, в одном испытании в день тестирования на одно животное, пока все мыши в когорте достигли определенных критериев обучения или до заданной нхариус тестовых испытаний произошло. Мышь классифицируется как узнав лабиринт, когда он может выполнять задачи с 0 или 1 ошибка (ы) в течение двух последовательных испытаний. Мыши проходят испытания в том же порядке при последующих испытаниях.
3. Представитель Результаты:
Дней, чтобы узнать (достигают критерия) могут быть проанализированы и сравнены между различными группами в конкретном исследовании (рис. 2а и 3а). Кроме того, обучение индекс (соотношение обучения), которая характеризует лабиринт приобретения, могут быть оценены в течение первых четырех дней тестового периода (рис. 2B и 3B). Обучение индекс представляет собой отношение количества правильных сегментов пути, пройденного к общему количеству сегментов контура путешествовал для каждого испытания. Средний показатель обучения должна быть примерно 0,5 в суд 1, когда мыши сначала выставлен лабиринт и навигации случайно. Обучение индекс растет и приближается к 1 между испытаниями 2, а 4 указывает, что обучение происходит. На рисунке 2 молодых (2 месяца) и старение (24 месяцев) мышей-самцов C57Bl/6NCr прошли обучение по лабиринту Лешли на срок до 15 испытаний. Молодых мышей научились лабиринт в 7,2 (± 1,5) d. В отличие от стареющих животных взяли 11,7 (± 2,1) г для достижения критерия. Был сильный тренд для стареющих мышей C57Bl/6NCr занимает больше времени, чтобы узнать лабиринт ([т (23) = 1,59, P = 0,056]; односторонний т-тест, априори, что гипотезы дней, чтобы узнать больше, в процессе старения мышей). При обучении индекс рассчитывается, обеих возрастных группах свидетельствуют о неуклонном увеличении обучения индекс из испытаний с 2 по 4 (основной эффект значительного времени, P <0,001). Тем не менее, не было статистически значимых различий в обучении между молодыми индексом C57 мышей и старых мышей C57 (основное влияние возраста P = 0,58).
На рисунке 3 представителя исследования по изучению последствий фоне нагрузки на изучение поведения. Данные из молодых мужчин C57Bl/6NCr показано на рис. 2 в настоящее время по сравнению с данными из молодых Crl: CD-1 (ICR) BR мышей [CD-1, 4-5 движения]. CD-1 мышей научились лабиринтом Лешли III в 4,5 (± 1,4) г, однако, не было никакого существенного различия между штаммами в днях, чтобы узнать (рис. 3А; [т (18) = 1,328, P = 0,20], два хвостами т-тест). В отличие от этого, экспертиза обучения индекс показывает, что, в то время как все животные были навигации лабиринте на первом процессе случайно, CD-1 мышей научились задачей быстрее (основной эффект деформации Р <0,001). Об этом свидетельствует статистически значимое повышение индекса обучения в испытаниях со 2 по 4 в CD-1 мышей по сравнению с C57Bl/6NCr мышей. Интересно, что если CD-1 мышей продолжат обучение в лабиринте за точку достижения критерия, они демонстрируют поведение свидетельствует о перетренированности (рис. 4), которая обсуждается более подробно ниже.
Рисунок 1:. Лабиринтом Лешли III тупиковый куль-де-мешок зон лабиринт окрашены в красный цвет в этой схеме только для иллюстрации. Базы и вооружения фактически лабиринт твердых цветах (вставка). Лабиринт в масштабе (размеры в тексте).
Рисунок 2: Лэшли III лабиринт производительности в 2-х и 24-месячный мальчик мышей C57Bl/6NCr лабиринт Лэшли III была использована для оценки маршрутов обучения в молодых (2 месяца) и старение (24 месяцев) мышей-самцов C57Bl/6NCr.. Измеряемых параметров были () дней с критерием, количество дней, необходимых для мыши для запуска лабиринт в течение двух последовательных ночей с 0 ошибок или 1 ошибка, и (б) обучение индекса, количество правильных четыре лапы записей руку сделанные против общего количества руки записи, сделанные в дни 1-4 из Лэшли тестирования лабиринт III. Число животных в каждой группе были п = 10 в течение 2 месяцев от роду и п = 15 для 24 месячных мышей.
Рисунок 3: Лэшли III лабиринт производительности среди молодых мужчин, C57Bl/6NCr и CD-1 мышей лабиринт Лэшли III была использована для оценки маршрутов обучения в 2-х месячного C57Bl/6NCr и 4-5 месячного CD-1 мышей.. Измеряемых параметров были () дней с критерием, количество дней, необходимых для мыши для запуска лабиринт в течение двух последовательных ночей с 0 ошибок или 1 ошибка, и (б) обучение индекса, количество правильных четыре лапы записей руку сделанные против общего количества руки записи, сделанные в дни 1-4 из Лэшли тестирования лабиринт III. Число животных в каждой группе были п = 10 для C57Bl/6NCr и п = 10 для CD-1 мышей. Статистические значимости: * P <0,05, ** P <0,01 в сравнении с C57Bl/6NCr мышей.
Рисунок 4: Лэшли III лабиринт производительности в 4-5 месячный мальчик CD-1 мышей лабиринт Лэшли III.была использована для оценки маршрутов обучения в десять 4-5 месячный мальчик CD-1 мышей на 15 дней подряд. Измеряемых параметров были (а) количество ошибок, допущенных в день, с сообщением об ошибке определяется как четыре лапы вступления в тупиковых куль-де-мешок зоне или в путешествии уже путешествовал рукой лабиринт, и (б) Время, проведенное в лабиринте в день. День, при котором критерием была достигнута обозначается красной стрелкой.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Наиболее часто используемые грызунами поведенческие тесты для оценки обучения и памяти лабиринте Морриса воды и варианты страх кондиционирования 2. Эти тесты полагаться на визуальные или слуховые сигналы для обучения и отвращение стимулы (например, вода, footshock) мотивировать животных для выполнения задач 3. В старения грызунов, а в процессе старения человека, сенсорные модальности со временем уменьшается. Несколько штаммов фоне мышей теряют слух или катаракта, поскольку они стареют, и смертности...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Все поведение протоколы были одобрены Университета штата Пенсильвания Институциональные уходу и использованию животных комитета. Есть никаких финансовых раскрытий в отчете.
Благодарности
Лабиринт Лэшли III используются для этих исследований была построена Тим Bowmaster, Пол Корман, Барри Dutrow, Райан Jabco, и Тим Treaster из Университета штата Пенсильвания физики Магазин машина департамента. Авторы хотели бы поблагодарить г-жу Шоба Belegundu, г-жа Тара Chrzanowski, и г-жа Александра Льюис за помощь в проведении экспериментов представлены на рисунках 2-4. Г-н Вальтер Джексон ценную обратную связь в подготовке этого протокола. Эта работа была поддержана финансирование из Национального института психического здоровья (MH064756 и MH077978 к АМА). Содержание несут их авторы и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального института психического здоровья и Национального института здоровья.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Лабиринт Лешли III | Мастерская по физическому оборудованию PSU | Н/П | Лабиринт должен быть изготовлен по индивидуальному заказу, в коммерческой продаже не доступен |
Ссылки
- Blizard, D. A. Return to home cage' as a reward for maze learning in young and old genetically heterogeneous mice. Comparative Med. 56, 196-201 (2006).
- Crawley, J. N. What's wrong with my mouse?: Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice. , 2nd ed, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken. (2007).
- Blizard, D. A., Klein, L. C., Cohen, R., McClearn, G. E. A novel mouse-friendly cognitive task suitable for use in aging studies. Behav. Genet. 33, 181-189 (2003).
- Warren, J. Appetitive learning by old mice. Exp. Aging Res. 12, 99-105 (1986).
- Lashley, K. Brain mechanisms and intelligence: A quantitative study of injuries to the brain. , University of Chicago Press. Chicago. (1929).
- Barnes, C. Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psych. 93, 74-104 (1979).
- Matzel, L. D. Individual differences in the expression of a general learning ability in mice. J. Neurosci. 23, 6423-6433 (2003).
- Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. The use of the Morris water maze in the study of memory and learning. Int. J. Neurosci. 48, 29-69 (1989).
- Hepler, D. J., Wenk, G. L., Cribbs, B. L., Olton, D. S., Coyle, J. T. Memory impairments following basal forebrain lesions. Brain Res. 346, 8-14 (1985).
- Sci, B. ehavB. rain 2, 313-313 (1979).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
