В этой статье описывается модификация лабиринта Барнса, стандартной парадигмы грызунов, используемой для оценки пространственной памяти и обучения, для использования у мелких чешуйчатых рептилий.
Методическая статья
В этой статье описывается модификация лабиринта Барнса, стандартной парадигмы грызунов, используемой для оценки пространственной памяти и обучения, для использования у мелких чешуйчатых рептилий.
Клинические исследования использовала различные парадигм для оценки когнитивных нарушений, обычно ориентации пространственного обучения и памяти способности. Тем не менее, интерес к когнитивным процессам nonmodel видов, как правило, в экологическом контексте, также стала развивающейся областью исследований. В частности, интерес к познавательных процессов у рептилий растет, хотя экспериментальные исследования рептилии познания скудны. Несколько рептилии исследований, которые экспериментально проверены на пространственное обучение и память использовали грызуна парадигм модифицированные для использования в рептилий. Тем не менее, экологически важные аспекты физиологии и поведения этой таксономической группы должны быть приняты во внимание при проверке на пространственно основанного познания. Здесь мы описываем модификации суша Barnes лабиринт и связанный протокол тестирования, которые могут улучшить производительность при зондировании для пространственного обучения и способности памяти в маленьких чешуйчатый рептилий. Описанная парадигма и процедуры были успешно использованы с мужской стороны-Расплывшиеся ящериц (Ута stansburiana), демонстрирующие , что пространственное обучение и память можно оценить в этой таксономической группы с экологически соответствующим устройством и протоколом.
Многие нейродегенеративные заболевания , такие как настоящее Альцгеймера с прогрессирующим снижением когнитивных способностей, как правило , одновременно с деградацией мозга 1-4. Для проверки влияния черепно-мозговой травмы и ухудшения когнитивных процессов, клинические исследования использовала преимущества модельных видов грызунов и стандартизации испытательной аппаратуры и протокола. В частности, пространственные процессы обучения и памяти были оценены с помощью нескольких стандартных парадигм , таких как водный лабиринт Морриса, Barnes лабиринт, и радиально - консольных лабиринт (для всеобъемлющего обзора этих и других парадигм, см 5,6). Богатая история этих пространственных обучения и памяти парадигм оказались весьма успешными, что позволяет исследователям понять многие из граней и нюансов взаимосвязи между человеческой памяти, функции мозга, и болезни.
В то время как оценка когнитивных процессов была исследована в клинических исследованиях для выходае некоторое время, исследования, направленные на познавательных способностей nonmodel видов является относительно новым. Исследователи, изучающие познание в nonmodel видов, как правило, заинтересованы в экологической и эволюционной значимости когнитивных процессов, в частности, в контексте выживания и размножения. Некоторые исследования рептилий предположили, что продвинутые познавательные способности, в частности, пространственной памяти, могут лежать в основе некоторых форм поведения, в частности касающихся навигации и ориентации. Тем не менее, в то время как многие исследования показали , что рептилии могут переориентировать после смещения 7,8, то когнитивные механизмы , лежащий в основе поведения переориентация еще не дразнили друг от друга. Из - за этого, некоторые исследования попытались экспериментально оценить важность пространственного обучения и памяти во время навигации 9-17. Методология в этих исследованиях преимущественно по образцу грызунах парадигм и протоколы, иногда модифицированные для использования в рептилий, но эти исследованияимели с переменным успехом в оценке пространственной памяти. Некоторые исследования показали , пространственное обучение и память у некоторых видов 11-17 в то время как другие исследования не обнаружили никаких доказательств такого 9,10. Таким образом, роль или существование пространственного обучения и памяти во время навигации у рептилий до сих пор неясно.
Один вопрос, который может быть проблематичным, когда экспериментально оценить пространственное обучение и память у рептилий является экологическая актуальность задачи. Рептилии являются особой таксономической группы весьма отличаются от грызунов, демонстрируя большие изменения в экологии, поведения и физиологии. Различия в поведении через рептильных видов могли бы повлиять на оценку пространственных когнитивных способностей, особенно если парадигма используется не подключиться к естественному поведению. Например, в видов, которые, как правило, ищет убежища в небольших трещинах, пространственные способности могут быть легко оценены с использованием Barnes лабиринту в то время как этот лабиринт не может быть идеальным выбором парадигмыв видов, которые, как правило, остается неподвижным. Точно так же, большинство чешуйчатый рептилии не водная и , таким образом , вода лабиринте Морриса не может быть подходящим выбором для тестирования пространственного обучения и памяти (но см 15); Тем не менее, этот лабиринт может быть идеальным выбором для тестирования пространственных способностей у черепах 16. Наконец, физиология этой группы должны быть учтены, так как рептилии ectothermic и надлежащего поддержания температуры, в частности подложки, необходимо учитывать во время процедуры тестирования.
Протокол и парадигма , представленная здесь были использованы для исследования пространственного обучения и памяти у взрослых ящериц бокового Расплывшиеся (Ута stansburiana) 13, небольшая ящерица , которая обычно убегает от хищников в небольших трещинах в скалах 18. Зная этот аспект естественной истории и поведении видов, мы использовали модификацию традиционного Barnes лабиринт, чтобы испытать для пространственного обучения и памяти. Лабиринтом я Barnesса сухой земли лабиринт и, как правило, используется для тестирования пространственного познания в моделях на грызунах. Мы модифицировали наш лабиринту несколькими способами от грызуна лабиринта, как в конструкции и протоколе (описано ниже). Наш лабиринт состоит из круглой платформы с 10 отверстий на равном расстоянии друг от друга по периметру платформы (рисунок 1). Протокол, описанный здесь, включает в себя предмет участия в учебных испытаниях, чтобы узнать местоположение цели отверстие, а затем, как только субъект узнает местоположение цели отверстие, пробный зонд используется для установления использования пространственной памяти во время навигации к цели.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры были одобрены Университета штата Пенсильвания Институциональные уходу и использованию животных комитета (IACUC - протокол ID: 43242) и придерживался всех местных, государственных и федеральных нормативных актов.
1. Подготовка
2. Испытания Обучение
ПРИМЕЧАНИЕ: Рептилии имеют предпочтительную температуру тела, которая может быть получена из литературы. Если животные становятся вялыми в течение нескольких тренировочных испытаний, лабиринт может быть слишком круто, и это может повлиять на поведение. Небольшое пространство нагреватель или нагревательной ленты на нижней стороне лабиринта может адекватно увеличить лабиринтный температуру поверхности, лучшую термическую индикацию температуры тела, чтобы поддерживать оптимальную температуру тела и поведенческие характеристики.
3. Испытания Probe
Примечание: После того, как объект достигнет критерия, субъект научился перемещаться к цели. Тем не менее, на данный момент, до сих пор неясно, если объект навигации с использованием пространственной стратегии или какой-либо другой навигационную стратегию. зонд пробs испытание для этого и должны быть выполнены на следующий день после того, как субъект достигает критерия в учебных исследованиях.
4. Поведенческие меры
ПРИМЕЧАНИЕ: Для обучения TriaLs, включают в себя поведенческие меры, такие как задержки, чтобы прийти к цели отверстие, количество ошибок, допущенных (исследование в nongoal отверстие; морда животного должно быть в пределах 1 см от отверстия), и доля времени, проведенного в правильном квадранте лабиринт.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол позволяет для экспериментальной оценки пространственно-навигации, основанной на небольших ящериц. Предыдущее исследование успешно использовали этот протокол для зондирования для пространственной навигации у самцов бокового Расплывшиеся ящериц 13. В данном конкретном исследовании, мужчины были обучены, чтобы перейти к цели отверстие и, после достижения критерия, прогрессировало в испытании зонд для оценки киев приоритезированных при навигации к цели отверстие.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
При экспериментальной проверки для пространственного обучения и памяти, существует несколько важных концептуальных вопросов, которые решаются в некоторых из основных шагов в протоколе. Во-первых, субъекты должны продемонстрировать, что они изучают расположение цели отверстие в течение тренировочных испытаний. Достигнув заданный критерий показывает, что изучение местоположения цели отверстия произошло. Если предметы не узнать местоположение цели отверстие, нет никакого осуществимого способа затем определить навигационную...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Мы благодарим М. Форни, Р. Магеда и К. Хеллвинкля за сбор данных, а также двух анонимных рецензентов за комментарии к предыдущей версии этой рукописи. Это исследование было поддержано премией NSF для LDL (IOS-0918268).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Лабиринт Barnes | TSE Systems | 302050-BM/M | Доступен у других поставщиков. В качестве альтернативы лабиринт Барнса может быть построен из стандартного непористого круглого стола. |
| Тепловая лента | Big Apple Pet Supply | также может использовать небольшой обогреватель, расположенный на полу под лабиринтом. | |
| Держатель для мелких животных | Petco | 1230204 | Корпус вольера, который можно установить под лабиринтом. |
| Никелированные подставки для полок | Newegg | 241941 | колышки, прикрепленные к нижней стороне лабиринта. Закрепляет корпус в лабиринте во время испытаний. |
| Веб-камера LifeCam Studio | Microsoft | Q2F-00013 | Доступна у других поставщиков. Также можно использовать веб-камеры других марок. |
| Программное обеспечение для отслеживания | Код, написанный специально для Matlab и программного обеспечения для отслеживания видео Image Toolbox | . Можно использовать другое программное обеспечение для слежения, такое как VideoMot 2 от TSE Systems. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение