Водный лабиринт Морриса является ценным инструментом для изучения обучения и памяти у грызунов. Эти твари хорошие пловцы, но обычно предпочитают находиться на суше. Водный лабиринт использует это преимущество, чтобы научить животных использовать небольшую платформу в качестве побега из бассейна с водой. После тренировки платформа прячется под поверхностью, что требует от грызуна запоминать ее местоположение по отношению к отдаленным визуальным сигналам.
В этом видео будут обобщены принципы тестирования в водном лабиринте Morris, рассмотрены процедуры настройки и проведения теста, а также освещены некоторые способы использования этого и других тестов воды в лабораторных исследованиях.
Давайте углубимся в некоторые основные концепции, лежащие в основе экспериментов с использованием водного лабиринта Морриса! Как упоминалось ранее, грызуны находят путь к скрытой платформе, обращаясь к визуальным подсказкам, таким как высококонтрастные плакаты, расставленные по комнате. Это зависит от конкретных областей мозга, включая гиппокамп, функция которого важна для формирования памяти. Изменения в времени, которое требуется грызуну для поиска платформы в серии последовательных попыток, могут быть использованы в качестве меры пространственного обучения и памяти.
Чтобы помочь количественно оценить память, пул концептуально разделен на четыре квадранта, чтобы можно было оценить склонность животного к исследованию области рядом с платформой.
Концептуальные квадранты также полезны в исследовании зонда, где животное тестируется в бассейне, не содержащем платформы. Если она выполнена по крайней мере через 24 часа после завершения тренировки, склонность животного к исследованию ранее правильного квадранта является признаком формирования долговременной или «эталонной» памяти.
Аналогичным образом, реверсивные испытания включают в себя изменение местоположения платформы и измеряют когнитивную гибкость грызуна, чтобы распознать, что платформа исчезла, и искать что-то еще. Поскольку все эти данные собираются в ходе многих испытаний и на многих животных, вариативность между испытаниями и субъектами будет иметь большое влияние на ваши результаты.
Факторы, которые могут повлиять на продуктивность животных, включают температуру, влажность или время суток. Кроме того, видимые исследователи могут стать непреднамеренными визуальными сигналами во время тестирования, поэтому присутствие и видимость исследователей в испытательной комнате являются важными факторами.
Изменчивость также существует между животными и может быть источником ошибок. В результате возраст и пол грызунов должны быть тщательно подобраны между экспериментальными группами. Наконец, измерения у животных с проблемами подвижности, травмами или плохим зрением не будут точно отражать обучение и не являются идеальными для тестирования в водном лабиринте.
Теперь, когда вы рассмотрели важные экспериментальные факторы, давайте перейдем к настройке теста. Начните с бассейна, наполненного прохладной, а не холодной водой. Размер бассейна может варьироваться в зависимости от того, используете ли вы крыс или мышей. Затем расставьте по комнате неподвижные визуальные подсказки, по крайней мере, по одной подсказке в каждом квадранте.
Учебные испытания начинаются с установки в бассейн спасательной платформы. Далее аккуратно опустите объект в воду, стараясь не погружать его голову. Позвольте животному исследовать лабиринт и запишите время, необходимое для поиска платформы. Если грызун не находит платформу в течение примерно 60 секунд, направьте его туда и дайте ему постоять 10-20 секунд, прежде чем снять, высушить и поместить в утепленную клетку.
Чтобы завершить обучение, повторите эту процедуру несколько раз, при этом животное начинает каждое последующее испытание с другой точки входа.
Теперь пришло время проверить способность животного находить скрытую платформу. Начните с повышения уровня воды примерно на дюйм над верхней частью платформы и добавьте в воду сухое молоко или нетоксичную краску. В этих испытаниях записывайте время, которое грызун проводит в каждом квадранте, и время, необходимое для поиска скрытой платформы.
Опять же, если животное не справляется в течение 60 секунд, направьте его к платформе и дайте ему остаться на короткий период времени, прежде чем убрать. Повторите эту процедуру еще как минимум два раза в тот же день, при этом животное начинает каждую последующую попытку с разных позиций.
через 24 часа после завершения испытаний скрытой платформы, проведите пробное испытание, сняв платформу и позволив животному исследовать лабиринт для еще одного 60-секундного испытания. Отслеживайте и записывайте время в каждом квадранте.
Вы изучили основы водного лабиринта Морриса, поэтому давайте обсудим, как он используется в экспериментах по поведенческой нейробиологии.
Во-первых, поведенческие тесты, такие как водный лабиринт, чрезвычайно полезны для изучения молекулярной биологии обучения и памяти. Например, ученые могут использовать такие методы, как стереотаксическая хирургия, чтобы манипулировать экспрессией определенных генов в мозге и напрямую проверять их влияние на обучение. Кроме того, тестирование моделей генетических заболеваний, влияющих на память, таких как болезнь Альцгеймера, может быть использовано для характеристики молекул, которые могут быть либо факторами риска, либо потенциальными терапевтическими средствами для этого заболевания.
Поведенческие тесты также важны для изучения влияния черепно-мозговой травмы на обучение и память в контексте травмы головы, кислородного голодания или поражения определенных областей мозга. Например, некоторые методы лечения, такие как облучение, могут повредить мозг и негативно повлиять на память. В этом эксперименте облученные животные показали плохие результаты в водном лабиринте по сравнению с контрольной группой. Одновременно тестируя различные методы лечения, исследователи могут изучить вмешательства, которые могут предотвратить когнитивные нарушения у людей, проходящих лучевую терапию.
Поскольку вода очень эффективна для поощрения грызунов к исследованию лабиринта, неудивительно, что существует множество вариантов лабиринтов на водной основе. Некоторые варианты направлены на снижение стресса животных во время испытаний, например, этот лабиринт для гребли, который снижает потребность в плавании и обеспечивает выходы по краям, где грызуны предпочитают бывать. Другие варианты плавания, такие как лабиринт с 8 рукавами, имеют более сложную конфигурацию, требующую от грызунов интеграции большего количества информации, чтобы добраться до мест для побега. Такая компоновка позволяет одновременно тестировать как эталонную память, так и кратковременную рабочую память.
Вы только что посмотрели введение JoVE в водный лабиринт Морриса. Водные лабиринты — это один из способов проверить, как животные учатся и запоминать, и помочь нам понять взаимосвязь между биологией и поведением.
Спасибо за просмотр!
Водный лабиринт Морриса является одним из наиболее широко используемых поведенческих тестов для изучения пространственного обучения и памяти. На начал…
Водный лабиринт Морриса является ценным инструментом для изучения обучения и памяти у грызунов. Эти твари хорошие пловцы, но обычно предпочитают находиться на суше. Водный лабиринт использует это преимущество, чтобы научить животных использовать небольшую платформу в качестве побега из бассейна с водой. После тренировки платформа прячется под поверхностью, что требует от грызуна запоминать ее местоположение по отношению к отдаленным визуальным сигналам.
В этом видео будут обобщены принципы тестирования в водном лабиринте Morris, рассмотрены процедуры настройки и проведения теста, а также освещены некоторые способы использования этого и других тестов воды в лабораторных исследованиях.
Давайте углубимся в некоторые основные концепции, лежащие в основе экспериментов с использованием водного лабиринта Морриса! Как упоминалось ранее, грызуны находят путь к скрытой платформе, обращаясь к визуальным подсказкам, таким как высококонтрастные плакаты, расставленные по комнате. Это зависит от конкретных областей мозга, включая гиппокамп, функция которого важна для формирования памяти. Изменения в времени, которое требуется грызуну для поиска платформы в серии последовательных попыток, могут быть использованы в качестве меры пространственного обучения и памяти.
Чтобы помочь количественно оценить память, пул концептуально разделен на четыре квадранта, чтобы можно было оценить склонность животного к исследованию области рядом с платформой.
Концептуальные квадранты также полезны в исследовании зонда, где животное тестируется в бассейне, не содержащем платформы. Если она выполнена по крайней мере через 24 часа после завершения тренировки, склонность животного к исследованию ранее правильного квадранта является признаком формирования долговременной или «эталонной» памяти.
Аналогичным образом, реверсивные испытания включают в себя изменение местоположения платформы и измеряют когнитивную гибкость грызуна, чтобы распознать, что платформа исчезла, и искать что-то еще. Поскольку все эти данные собираются в ходе многих испытаний и на многих животных, вариативность между испытаниями и субъектами будет иметь большое влияние на ваши результаты.
Факторы, которые могут повлиять на продуктивность животных, включают температуру, влажность или время суток. Кроме того, видимые исследователи могут стать непреднамеренными визуальными сигналами во время тестирования, поэтому присутствие и видимость исследователей в испытательной комнате являются важными факторами.
Изменчивость также существует между животными и может быть источником ошибок. В результате возраст и пол грызунов должны быть тщательно подобраны между экспериментальными группами. Наконец, измерения у животных с проблемами подвижности, травмами или плохим зрением не будут точно отражать обучение и не являются идеальными для тестирования в водном лабиринте.
Теперь, когда вы рассмотрели важные экспериментальные факторы, давайте перейдем к настройке теста. Начните с бассейна, наполненного прохладной, а не холодной водой. Размер бассейна может варьироваться в зависимости от того, используете ли вы крыс или мышей. Затем расставьте по комнате неподвижные визуальные подсказки, по крайней мере, по одной подсказке в каждом квадранте.
Учебные испытания начинаются с установки в бассейн спасательной платформы. Далее аккуратно опустите объект в воду, стараясь не погружать его голову. Позвольте животному исследовать лабиринт и запишите время, необходимое для поиска платформы. Если грызун не находит платформу в течение примерно 60 секунд, направьте его туда и дайте ему постоять 10-20 секунд, прежде чем снять, высушить и поместить в утепленную клетку.
Чтобы завершить обучение, повторите эту процедуру несколько раз, при этом животное начинает каждое последующее испытание с другой точки входа.
Теперь пришло время проверить способность животного находить скрытую платформу. Начните с повышения уровня воды примерно на дюйм над верхней частью платформы и добавьте в воду сухое молоко или нетоксичную краску. В этих испытаниях записывайте время, которое грызун проводит в каждом квадранте, и время, необходимое для поиска скрытой платформы.
Опять же, если животное не справляется в течение 60 секунд, направьте его к платформе и дайте ему остаться на короткий период времени, прежде чем убрать. Повторите эту процедуру еще как минимум два раза в тот же день, при этом животное начинает каждую последующую попытку с разных позиций.
через 24 часа после завершения испытаний скрытой платформы, проведите пробное испытание, сняв платформу и позволив животному исследовать лабиринт для еще одного 60-секундного испытания. Отслеживайте и записывайте время в каждом квадранте.
Вы изучили основы водного лабиринта Морриса, поэтому давайте обсудим, как он используется в экспериментах по поведенческой нейробиологии.
Во-первых, поведенческие тесты, такие как водный лабиринт, чрезвычайно полезны для изучения молекулярной биологии обучения и памяти. Например, ученые могут использовать такие методы, как стереотаксическая хирургия, чтобы манипулировать экспрессией определенных генов в мозге и напрямую проверять их влияние на обучение. Кроме того, тестирование моделей генетических заболеваний, влияющих на память, таких как болезнь Альцгеймера, может быть использовано для характеристики молекул, которые могут быть либо факторами риска, либо потенциальными терапевтическими средствами для этого заболевания.
Поведенческие тесты также важны для изучения влияния черепно-мозговой травмы на обучение и память в контексте травмы головы, кислородного голодания или поражения определенных областей мозга. Например, некоторые методы лечения, такие как облучение, могут повредить мозг и негативно повлиять на память. В этом эксперименте облученные животные показали плохие результаты в водном лабиринте по сравнению с контрольной группой. Одновременно тестируя различные методы лечения, исследователи могут изучить вмешательства, которые могут предотвратить когнитивные нарушения у людей, проходящих лучевую терапию.
Поскольку вода очень эффективна для поощрения грызунов к исследованию лабиринта, неудивительно, что существует множество вариантов лабиринтов на водной основе. Некоторые варианты направлены на снижение стресса животных во время испытаний, например, этот лабиринт для гребли, который снижает потребность в плавании и обеспечивает выходы по краям, где грызуны предпочитают бывать. Другие варианты плавания, такие как лабиринт с 8 рукавами, имеют более сложную конфигурацию, требующую от грызунов интеграции большего количества информации, чтобы добраться до мест для побега. Такая компоновка позволяет одновременно тестировать как эталонную память, так и кратковременную рабочую память.
Вы только что посмотрели введение JoVE в водный лабиринт Морриса. Водные лабиринты — это один из способов проверить, как животные учатся и запоминать, и помочь нам понять взаимосвязь между биологией и поведением.
Спасибо за просмотр!
Водный лабиринт Морриса является ценным инструментом для изучения обучения и памяти у грызунов. Эти твари хорошие пловцы, но обычно предпочитают находиться на суше. Водный лабиринт использует это преимущество, чтобы научить животных использовать небольшую платформу в качестве побега из бассейна с водой. После тренировки платформа прячется под поверхностью, что требует от грызуна запоминать ее местоположение по отношению к отдаленным визуальным сигналам.
В этом видео будут обобщены принципы тестирования в водном лабиринте Morris, рассмотрены процедуры настройки и проведения теста, а также освещены некоторые способы использования этого и других тестов воды в лабораторных исследованиях.
Давайте углубимся в некоторые основные концепции, лежащие в основе экспериментов с использованием водного лабиринта Морриса! Как упоминалось ранее, грызуны находят путь к скрытой платформе, обращаясь к визуальным подсказкам, таким как высококонтрастные плакаты, расставленные по комнате. Это зависит от конкретных областей мозга, включая гиппокамп, функция которого важна для формирования памяти. Изменения в времени, которое требуется грызуну для поиска платформы в серии последовательных попыток, могут быть использованы в качестве меры пространственного обучения и памяти.
Чтобы помочь количественно оценить память, пул концептуально разделен на четыре квадранта, чтобы можно было оценить склонность животного к исследованию области рядом с платформой.
Концептуальные квадранты также полезны в исследовании зонда, где животное тестируется в бассейне, не содержащем платформы. Если она выполнена по крайней мере через 24 часа после завершения тренировки, склонность животного к исследованию ранее правильного квадранта является признаком формирования долговременной или «эталонной» памяти.
Аналогичным образом, реверсивные испытания включают в себя изменение местоположения платформы и измеряют когнитивную гибкость грызуна, чтобы распознать, что платформа исчезла, и искать что-то еще. Поскольку все эти данные собираются в ходе многих испытаний и на многих животных, вариативность между испытаниями и субъектами будет иметь большое влияние на ваши результаты.
Факторы, которые могут повлиять на продуктивность животных, включают температуру, влажность или время суток. Кроме того, видимые исследователи могут стать непреднамеренными визуальными сигналами во время тестирования, поэтому присутствие и видимость исследователей в испытательной комнате являются важными факторами.
Изменчивость также существует между животными и может быть источником ошибок. В результате возраст и пол грызунов должны быть тщательно подобраны между экспериментальными группами. Наконец, измерения у животных с проблемами подвижности, травмами или плохим зрением не будут точно отражать обучение и не являются идеальными для тестирования в водном лабиринте.
Теперь, когда вы рассмотрели важные экспериментальные факторы, давайте перейдем к настройке теста. Начните с бассейна, наполненного прохладной, а не холодной водой. Размер бассейна может варьироваться в зависимости от того, используете ли вы крыс или мышей. Затем расставьте по комнате неподвижные визуальные подсказки, по крайней мере, по одной подсказке в каждом квадранте.
Учебные испытания начинаются с установки в бассейн спасательной платформы. Далее аккуратно опустите объект в воду, стараясь не погружать его голову. Позвольте животному исследовать лабиринт и запишите время, необходимое для поиска платформы. Если грызун не находит платформу в течение примерно 60 секунд, направьте его туда и дайте ему постоять 10-20 секунд, прежде чем снять, высушить и поместить в утепленную клетку.
Чтобы завершить обучение, повторите эту процедуру несколько раз, при этом животное начинает каждое последующее испытание с другой точки входа.
Теперь пришло время проверить способность животного находить скрытую платформу. Начните с повышения уровня воды примерно на дюйм над верхней частью платформы и добавьте в воду сухое молоко или нетоксичную краску. В этих испытаниях записывайте время, которое грызун проводит в каждом квадранте, и время, необходимое для поиска скрытой платформы.
Опять же, если животное не справляется в течение 60 секунд, направьте его к платформе и дайте ему остаться на короткий период времени, прежде чем убрать. Повторите эту процедуру еще как минимум два раза в тот же день, при этом животное начинает каждую последующую попытку с разных позиций.
через 24 часа после завершения испытаний скрытой платформы, проведите пробное испытание, сняв платформу и позволив животному исследовать лабиринт для еще одного 60-секундного испытания. Отслеживайте и записывайте время в каждом квадранте.
Вы изучили основы водного лабиринта Морриса, поэтому давайте обсудим, как он используется в экспериментах по поведенческой нейробиологии.
Во-первых, поведенческие тесты, такие как водный лабиринт, чрезвычайно полезны для изучения молекулярной биологии обучения и памяти. Например, ученые могут использовать такие методы, как стереотаксическая хирургия, чтобы манипулировать экспрессией определенных генов в мозге и напрямую проверять их влияние на обучение. Кроме того, тестирование моделей генетических заболеваний, влияющих на память, таких как болезнь Альцгеймера, может быть использовано для характеристики молекул, которые могут быть либо факторами риска, либо потенциальными терапевтическими средствами для этого заболевания.
Поведенческие тесты также важны для изучения влияния черепно-мозговой травмы на обучение и память в контексте травмы головы, кислородного голодания или поражения определенных областей мозга. Например, некоторые методы лечения, такие как облучение, могут повредить мозг и негативно повлиять на память. В этом эксперименте облученные животные показали плохие результаты в водном лабиринте по сравнению с контрольной группой. Одновременно тестируя различные методы лечения, исследователи могут изучить вмешательства, которые могут предотвратить когнитивные нарушения у людей, проходящих лучевую терапию.
Поскольку вода очень эффективна для поощрения грызунов к исследованию лабиринта, неудивительно, что существует множество вариантов лабиринтов на водной основе. Некоторые варианты направлены на снижение стресса животных во время испытаний, например, этот лабиринт для гребли, который снижает потребность в плавании и обеспечивает выходы по краям, где грызуны предпочитают бывать. Другие варианты плавания, такие как лабиринт с 8 рукавами, имеют более сложную конфигурацию, требующую от грызунов интеграции большего количества информации, чтобы добраться до мест для побега. Такая компоновка позволяет одновременно тестировать как эталонную память, так и кратковременную рабочую память.
Вы только что посмотрели введение JoVE в водный лабиринт Морриса. Водные лабиринты — это один из способов проверить, как животные учатся и запоминать, и помочь нам понять взаимосвязь между биологией и поведением.
Спасибо за просмотр!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: Why do rodents prefer the Morris water maze for studying spatial learning?
Rodents are good swimmers but naturally prefer to be on land. The Morris water maze exploits this preference by using water as motivation to escape to a hidden platform. This creates a powerful behavioral test where rodents learn to use distant visual cues to navigate and find the platform, making it ideal for measuring spatial learning and memory formation.
Q2: What role does the hippocampus play in Morris water maze performance?
The hippocampus is a brain region critical for memory formation and spatial navigation. Rodents locate the hidden platform by referencing visual cues around the room, a process that depends on hippocampal function. Changes in the time it takes rodents to find the platform across successive trials reflect how well the hippocampus is processing and storing spatial information.
Q3: How do probe trials measure long-term memory in the Morris water maze?
A probe trial removes the platform and tests the animal 24 hours after training completion. The pool is divided into four quadrants, and researchers record how much time the rodent spends in the quadrant where the platform was previously located. Increased exploration of the correct quadrant indicates strong reference memory formation, demonstrating the animal retained spatial information over time.
Q4: What experimental factors can affect rodent performance in water maze testing?
Environmental factors like water temperature, humidity, and time of day influence results. Investigator visibility can become unintentional visual cues affecting performance. Animal-related variables including age, sex, mobility problems, injuries, and vision quality must be carefully controlled. Matching these factors between experimental groups reduces variability and ensures accurate measurement of learning and memory.
Q5: How is the Morris water maze used to study neurodegenerative diseases like Alzheimer's?
Researchers use rodent models of genetic disorders affecting memory to characterize molecules that could be risk factors or potential therapeutics. By testing how these animals perform in the water maze, scientists can identify cognitive impairments and evaluate whether experimental treatments improve spatial learning and memory. This approach helps bridge the gap between molecular biology and behavioral outcomes in disease research.
Q6: What is the difference between reference memory and working memory in water maze variants?
Reference memory is long-term spatial knowledge of the platform location, tested in probe trials. Working memory is shorter-term information retention needed within a single session. Complex variants like the 8-arm maze allow simultaneous testing of both memory types by requiring rodents to integrate multiple pieces of spatial information to reach different escape routes.
Q7: How can the Morris water maze help researchers study cognitive effects of medical treatments?
Behavioral tests like the water maze directly measure learning and memory outcomes after medical interventions. For example, researchers can test whether radiation therapy damages cognitive function by comparing water maze performance between irradiated and control animals. By simultaneously testing different treatments, scientists identify interventions that prevent cognitive impairment, informing safer therapeutic strategies for human patients.
Chapters in this video
0:00
Overview
0:48
Principles of Water Maze Testing
3:02
Running a Water Maze Experiment: Learning
4:11
Running a Water Maze Experiment: Memory
5:12
Applications
7:18
Summary
Videos from this collection: