El laberinto acuático de Morris

Neuroscience

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Summary

El laberinto acuático de Morris es una de las pruebas de comportamiento más ampliamente utilizadas para estudiar la memoria y el aprendizaje espacial. En las fases iniciales de esta tarea, roedores deben nadar hasta una plataforma para escapar de una piscina de agua. La plataforma entonces se oculta bajo la superficie del agua, para que el animal es necesario recordar su ubicación para escapar. Este diseño simple pero poderoso laberinto puede utilizarse para el análisis de la función cognitiva, estudio de modelos animales de enfermedades neurodegenerativas y probar posibles tratamientos farmacológicos.

Este video proporciona una introducción al laberinto acuático de Morris y los principios que rodean su uso, incluyendo una discusión de los diferentes tipos de memoria probado en el laberinto, puntos importantes a considerar al diseñar y llevar a cabo este experimento y el procedimientos para instalación y funcionamiento de la prueba. Se examinan varias aplicaciones del laberinto, como investigar cómo la radioterapia puede llevar a deterioro de la memoria. Por último, se introducen otros tipos de laberintos de agua, como el laberinto radial de 8 brazos, para mostrar cómo este paradigma puede ser adaptado para diferentes tipos de memoria.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la Neurociencia. El laberinto acuático de Morris. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

El laberinto acuático de Morris es una valiosa herramienta para estudiar el aprendizaje y la memoria en roedores. Estos bichos son buenos nadadores, pero generalmente prefieren estar en tierra. El laberinto de agua aprovecha esta preferencia para entrenar animales para utilizar una plataforma pequeña como un escape de un estanque de agua. Después del entrenamiento, la plataforma se oculta debajo de la superficie que requiere el roedor recordar su ubicación con respecto a señales visuales distantes.

Este video resume principios del laberinto acuático de Morris revisión procedimientos para configurar y ejecutar la prueba y resaltar algunos aspectos que esta y otras pruebas de agua se utilizan en estudios de laboratorio de análisis.

Entremos en la derecha a algunos conceptos básicos detrás de experimentación usando el laberinto acuático de Morris. Como se mencionó anteriormente, roedores encontrará su camino a una plataforma oculta mediante una referencia a señales visuales, como carteles de alto contraste alrededor de la habitación. Esto depende de regiones específicas del cerebro, incluyendo el hipocampo, cuya función es importante en la formación de la memoria. Cambios en el tiempo que tarda el roedor para encontrar la plataforma en una serie de ensayos sucesivos pueden utilizarse como una medida de aprendizaje espacial y memoria.

Para ayudar a cuantificar la memoria, la piscina expresiones se divide en cuatro cuadrantes para que la tendencia del animal a explorar la región cerca de la plataforma puede ser evaluada.

Los cuadrantes conceptuales son también útiles en el ensayo de sonda, donde el animal está a prueba en una piscina que contiene ninguna plataforma. Si realiza al menos 24 horas después de la terminación de la formación, la tendencia del animal a explorar el cuadrante anteriormente correcto es indicativa de largo plazo o "referencia" formación de la memoria.

Asimismo, ensayos de inversión implican un cambio en la localización de la plataforma y medir la flexibilidad cognitiva del roedor para reconocer que la plataforma se ha ido y en algún otro lugar. Puesto que todos estos datos se recogen en muchos ensayos y con muchos animales, variabilidad entre ensayos y temas tendrá un gran impacto en sus resultados.

Factores que pueden afectar al rendimiento animal incluyen temperatura, humedad o momento del día. Además, investigadores visibles pueden ser involuntarios señales visuales durante la prueba, por lo que la presencia y visibilidad de los investigadores en la sala de prueba son consideraciones importantes.

Variabilidad también existe entre los animales y puede ser una fuente de error. Como resultado, sexo y edad de roedor deben cuidadosamente coincidir entre grupos experimentales. Finalmente, las mediciones de animales con problemas de movilidad, lesiones o mala visión no reflejan con precisión el aprendizaje y no son ideales para probar en el laberinto de agua.

Ahora que se han considerado factores experimentales importantes, vamos a saltar en para configurar la prueba. Comenzar con una piscina llenada de agua fresca, no fría. Tamaño puede variar dependiendo de si está utilizando ratas o ratones. A continuación, coloque señales visuales no-motile alrededor de la sala, con al menos una localización por cuadrante.

Los ensayos de aprendizaje comienzan colocando una plataforma de escape en la piscina. A continuación, Coloque suavemente el tema en el agua, teniendo cuidado de no para sumergir la cabeza. Permitir que el animal a explorar el laberinto y registra la cantidad de tiempo que tarda en encontrar la plataforma. Si el roedor no localiza la plataforma en aproximadamente 60 segundos, guía allí y dejarlo durante 10-20 segundos antes de retirar, secar y colocar en una jaula caliente.

Para completar la formación, repita este procedimiento varias veces, con el animal comenzando cada ensayo sucesiva de un punto de entrada diferentes.

Ahora es el momento para poner a prueba la habilidad del animal para encontrar una plataforma oculta. Empezar por elevar el nivel de agua a aproximadamente una pulgada por encima de la parte superior de la plataforma y agregar leche en polvo o pintura no tóxica en el agua. En estos ensayos, registrar el tiempo en cada cuadrante del roedor y el tiempo que tardan en encontrar la plataforma.

Otra vez, si el animal no tuvo éxito en 60 segundos, guía a la plataforma y le permiten permanecer por un período corto antes del retiro. Repita este procedimiento por lo menos dos veces más el mismo día, con el animal comenzando cada ensayo sucesiva desde una posición diferente.

24 horas después de la terminación de los ensayos de la plataforma, realizar una prueba de sonda por retirar la plataforma y permitir que el animal a explorar el laberinto para otros ensayo de 60 segundos. Monitor y registro de tiempo en cada cuadrante.

Han aprendido los conceptos básicos del laberinto acuático de Morris, así que vamos a discutir cómo se usa en experimentos de la neurobiología del comportamiento.

En primer lugar, comportamiento ensayos como el laberinto de agua son extremadamente útiles para el estudio de la biología molecular de la memoria y el aprendizaje. Por ejemplo, los científicos pueden utilizar técnicas como la cirugía estereotáctica para manipular la expresión de genes específicos en el cerebro y probar directamente el impacto en el aprendizaje. Además, modelos de roedores de trastornos genéticos que afectan la memoria, como la enfermedad de Alzheimer, la prueba puede utilizarse para caracterizar moléculas que bien podrían ser factores de riesgo o posibles terapias para la enfermedad.

Pruebas de comportamiento también son importantes para el estudio de los efectos de la lesión cerebral en el aprendizaje y la memoria en el contexto de trauma en la cabeza, privación de oxígeno o lesiones en regiones específicas del cerebro. Por ejemplo, ciertos tratamientos médicos, como la radiación, pueden dañar el cerebro y afectar la memoria. En este experimento, los animales irradiados realizan mal en el laberinto de agua comparado con controles. Al mismo tiempo probando diferentes tratamientos, los investigadores pueden explorar las intervenciones que podrían prevenir el deterioro cognitivo en los seres humanos sometidos a radioterapia.

Puesto que el agua es muy eficaz para alentar a roedores a explorar un laberinto, que no es de extrañar que muchos basados en agua laberinto variantes existen. Algunas variantes buscan reducir estrés animal durante las pruebas, como este laberinto infantil, que alivia la necesidad para la natación y salidas en los bordes, donde roedores naturalmente prefieren ser. Otras variaciones de la natación, como el laberinto de 8 brazos, tienen una configuración más compleja, exigiendo que los roedores integran más información para llegar a los escapes. Este diseño permite la prueba simultánea de referencia y de corto plazo memoria de trabajo.

Sólo ha visto la introducción de Zeus en el laberinto acuático de Morris. Laberintos de agua son una manera para nosotros probar cómo animales aprenderán y recordaran y nos ayudan a comprender la relación entre la biología y el comportamiento.

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