Pruebas de memoria espacial utilizando laberintos

Behavioral Science

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Summary

Aprendizaje espacial y memoria son funciones neurológicas que nos permiten recordar los detalles importantes relacionados con nuestro entorno. Los científicos probar este fenómeno en roedores utilizando diferentes tipos de laberintos como laberinto acuático de Morris, laberinto acuático Radial y el laberinto de Barnes. Investigando la memoria espacial en roedores, los científicos neurobehavioral pueden obtener valiosa comprensión de cómo estos procesos están alterado siguiente daño de cerebro en los seres humanos.

Aquí se repasa brevemente la neurobiología detrás de memoria espacial y se discuten algunos principios generales pruebas de laberinto. Entonces, el video explica generalizados protocolos sobre cómo llevar a cabo ensayos con determinados tipos de laberintos. Por último, explicará cómo comportamiento investigadores utilizan estas herramientas para llevar a cabo algunos experimentos específicos.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la ciencia del comportamiento. Pruebas de memoria espacial utilizando laberintos. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Aprendizaje espacial y memoria son funciones neurológicas que nos permiten recordar cosas relacionadas con nuestro medio ambiente. Nos permiten hacer tareas sencillas, como evitar zonas peligrosas basadas en nuestra experiencia previa y nos recuerdan donde guardamos nuestras cosas. Para nuestra ventaja, o desventaja, rasgos similares se observan en los roedores, lo que los hace excelentes modelos para estudiar este fenómeno, que los científicos conductuales con la ayuda de laberintos.

Este video revisaremos brevemente los principios y la neurobiología del aprendizaje espacial y la memoria, protocolos generalizados para realizar experimentos con diferentes tipos de laberintos y cómo neurobehavioral investigadores utilizan estas herramientas en los laboratorios de hoy.

Comencemos con una breve reseña de aprendizaje espacial y memoria y los principios generales detrás de pruebas de laberinto en roedores.

Como un organismo navega por un ambiente desconocido, adquiere información sobre la ubicación de puntos de referencia, obstáculos y puntos de interés. Esta información espacial es que ya sea incorporado transitoriamente en la memoria de trabajo, o más incorporados permanentemente en la memoria de referencia. El hipocampo desempeña un papel único en almacenar esta información. Estudios con resonancia magnética funcional o fMRI han demostrado que porciones del hipocampo son activas durante las tareas de pruebas de memoria y el aprendizaje espacial.

Los investigadores conductuales examinarán el aprendizaje espacial y memoria en roedores manipulando el entorno del organismo con la ayuda de laberintos. En un sentido amplio, un laberinto es cualquier tipo de entorno artificial que un roedor debe navegar para llegar a un objetivo. Por lo general, estos laberintos emplean un estímulo negativo, como la luz o el agua que empuja al animal para viajar y llegar a un específico. La ruta, asi como el tiempo tomado por un roedor para completar este proceso sirve como un parámetro para cuantificar el aprendizaje espacial y memoria.

Ahora que has aprendido sobre los principios del aprendizaje espacial y memoria, vamos a discutir los protocolos generales de experimentos con diferentes tipos de laberintos.

En primer lugar, echemos un vistazo al laberinto acuático de Morris, que es una clásica prueba realizada para evaluar la memoria espacial de referencia y aprendizaje. Este laberinto consta de un tanque circular llenado de agua. Señales visuales se arreglan por el laberinto para asociar cada cuadrante con un símbolo específico. Una plataforma se introduce entonces y para propósitos de entrenamiento se levanta sobre el agua. Aunque pueden nadar roedores, que no prefiere; por lo tanto, el agua sirve como un estímulo negativo y tratar y llegar a la plataforma. Un roedor debería aprender a asociar la ubicación de la plataforma con la ubicación de una señal visual específica.

Para la prueba, se coloca un animal en un laberinto con agua turbia y una plataforma sumergida. La cantidad de tiempo y las rutas que el animal tarda en llegar a la plataforma sumergida se registran para evaluar el aprendizaje espacial. Para evaluar la memoria de referencia, se realiza un ensayo de la sonda donde se retira la plataforma sumergida. Entonces se registra la cantidad de tiempo que dedica a un roedor en el cuadrante que tenía la plataforma para evaluar memoria de referencia.

El siguiente laberinto que analizaremos es el laberinto de agua radial, que se utiliza para evaluar la memoria de trabajo y referencia. Como su nombre indica, este laberinto implica ocho brazos radiales colocados en un tanque lleno de agua. Aquí, agua otra vez sirve como estímulo negativo, que empuja al animal para encontrar una plataforma ubicada en el extremo de uno de los brazos. Señales visuales generalmente se colocan alrededor de la periferia de laberinto. Inicialmente, plataformas sumergidas se encuentran al azar en los extremos de algunos de los brazos, y para los ensayos de entrenamiento un roedor se coloca en un brazo de inicio sin una plataforma. El roedor luego nada hasta que llegue una de las plataformas. Esto puede repetirse varias veces, y los datos recogidos durante esta fase pueden utilizarse para evaluar la memoria de trabajo o aprendizaje espacial.

Después de que la plataforma utilizada por el roedor durante el entrenamiento se retira para evaluar memoria de referencia. Investigadores evalúan la memoria de referencia registrando el número de veces que un roedor visitas del brazo que contenía la plataforma durante los ensayos de entrenamiento.

Por último, hablemos del laberinto de Barnes, que sigue los mismos principios que el laberinto de agua de Morris, pero es seco, es menos estresante para los animales terrestres.

Este laberinto consta de un tablero con agujeros alrededor de su circunferencia sobre la cual se colocan luces brillantes. Los roedores son nocturnos, por lo que la luz sirve como un estímulo negativo. Como otros laberintos, claves visuales se encuentran alrededor de la Junta. Ensayos de formación, un agujero permanece abierto; Esta es la meta del laberinto puesto que conduce a una oscura jaula lejos de la luz aversiva.

Durante los ensayos de entrenamiento, un roedor del laberinto ejecuta varias veces, y un roedor espacial se evalúa mediante la observación de cambios en la cantidad de tiempo, así como rutas de aprendizaje toma para llegar al agujero de la jaula. Para evaluar la memoria de referencia, se cubre el orificio abierto en el laberinto de Barnes, y el tiempo que pasa de un roedor de grabación en el cuadrante donde el agujero de la jaula una vez fue, es una forma de evaluar la memoria de referencia.

Ahora que hemos analizado diferentes tipos de laberintos, exploremos cómo neurobehavioral científicos están utilizando hoy en día.

Para conectar los genes con la memoria y el aprendizaje espacial, los investigadores realizan manipulaciones genéticas, seguidas de pruebas de laberinto. En este experimento, los científicos inhibición la expresión de genes neuronales específicos con la ayuda de cirugía estereotáctica y luego llevó a cabo la prueba del laberinto de agua de Morris. Los resultados de la prueba proporcionan información sobre el papel de genes específicos en el aprendizaje espacial y memoria.

Laberintos pueden utilizarse también para evaluar cómo el daño cerebral afecta a memoria espacial. En este experimento, los investigadores analizaron el efecto de la lesión cerebral hipóxica causado por concentraciones de oxígeno en la memoria espacial en el test de laberinto de agua de brazo radial. Los científicos demostraron que dichos daños afectaron negativamente tanto la memoria de trabajo y la memoria de referencia.

Por último, laberintos pueden combinarse con medicamentos o productos químicos para evaluar sus efectos. En este estudio en particular, ratones fueron tratados con el aumento de las concentraciones de bisfenol A o BPA y probados en el laberinto de Barnes. Los resultados demostraron que ratones que recibieron dosis mayores de BPA demostrado defectos en espacial aprendizaje, evidenciado por la mayor latencia para alcanzar el agujero de la jaula en ensayos sucesivos.

Sólo has visto video de Zeus en la prueba de aprendizaje espacial y memoria con la ayuda de laberintos. Este video proporciona una visión general de aprendizaje espacial y memoria, discute diferentes tipos de laberintos y también se refirió a cómo los investigadores actualmente están utilizando laberintos para comprender mejor la base genética y anatómica de aprendizaje espacial y memoria. ¡Como siempre, gracias por ver!

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