Möss<em> Kan</em> Simma, men många stammar tycks finna denna verksamhet stressande. För att övervinna detta problem labyrinter har uppfunnits där flykt från grunt vatten används för att motivera beteende. Dessa har visat att stödja lärande minst lika bra som den traditionella och mest använda Morris water maze.
När Richard Morris utarbetat sitt vatten labyrint 1981 7, var mest beteendemässiga arbete hos råttor. Ledde dock större förståelse av mus genetik till musen blir allt viktigare. Men forskarna fann att vissa stammar av muterade möss var benägna att problem som passivt flytande eller dykning när de testades i Morris water maze 11. Detta var inte förvånande med tanke på den naturliga livsmiljön, råttor simma naturligt (klassiskt, den "kloak råtta"), medan möss utvecklades i de torra områdena i Centralasien.
För att övervinna dessa problem, ansågs det huruvida grunt vatten skulle vara en tillräcklig stimulans för att ge fly motivation för möss. Detta skulle också undvika problemen med torka de små varelser med en handduk och sedan sätta dem i en upphettad återhämtning kammare för att undvika hypotermi, vilket är ett mycket allvarligare problem än med råttor, det stora förhållandet mellan yta och volym av en mus gör det partikulärt sårbara för snabba värmeförluster.
En annan faktor var om en mer naturlig flykt strategi skulle kunna användas för att underlätta lärandet. Eftersom djur som faller i vattnet och simma bort från säkerheten i stranden är osannolikt att föra vidare sina gener, har djuren utvecklat en naturlig tendens att simma till kanten av en kropp i vatten. Morris water maze kräver emellertid dem att simma till en dold plattform mot mitten av labyrinten – precis motsatsen till deras utvecklats beteende. Därför paddlingen labyrinten bör omfatta fly till kanten av apparaten. Denna funktion i kombination med användningen av relativt icke-aversiv grunt vatten, förkroppsligar "förfining" aspekten av den "3 Rs" av Russell och Burch 8.
Olika typer av mazedesign prövades, den gemensamma nämnaren var att vattnet var alltid grunt (2 cm djup) och fly var via en slang piercing genomskinliga väggen av apparaten. Andra rör ("false exits ") var också placerade runt väggarna men dessa var avstängd. Från insidan av labyrinten alla falska utgångar och den enda sanna exit såg samma. närvarande en dodecagonal (12-sidig) labyrint används i Oxford, med 12 true / false lämnar in i hörnen. I en ny utveckling en transparent paddling Y-labyrinten har testats framgångsrikt.
Morris och Barnes Mazes
Sedan början av experimentell psykologi, har studier av animaliskt lärande förlitade sig på labyrinter, vanligen tillverkade av ogenomskinlig trä eller metall. Oundvikligen, på grund av de extraordinära lukt förmågor av gnagare, har många studier som använder dem äventyras i viss utsträckning, när försöksledaren trodde att han / hon hade lyckats lära ett djur en visuell eller ställning diskriminering, hade råttan eller musen faktiskt främst varit använder luktsinne för att lösa problemet. Detta symboliseras av kontroverser över huruvida råttor med skador i hippocampus kan utföra rumsliga uppgifter referensminnet, diskuteras i detalj under 2002 4. I huvudsak, David Olton och kollegor, förutom i början av arbetet med den radiella labyrinten, verkar inte alltid systematiskt roteras sina labyrinter. Detta ledde till hippocampus skadade djur lösa uppgiften, förmodligen genom lukt ledtrådar som gjorde each arm särskiljningsförmåga. Vid Oxford, var ett (naturligt) blinda mus gång observerades på en sex-arm radiell labyrint. Det lämnade sin start arm och vände rätt. Sen korsade centrum och valde motsatt arm. Efteråt föll i en stereotyp strategi att alltid stänga rätt, men när det åter stött på basen av den första armen den hade skrivit, det tog en momentan nosa på det (~ 0,2 sek) och sedan förkastade den och flyttas till nästa arm. Om luktsinnet uppgifter om ett enda besök kunde komma ihåg, är det klart att testa under upprepade försök på en statisk labyrint med samma arm alltid agnade skulle leda till starka lukt associationer med belöningen, och lärande skulle lätt uppstå även om skadan hindrade varje rent spatial inlärning.
Problem som dessa var den stimulans för Morris att utveckla sitt vatten labyrint 7, vattnet skulle inte ge konstant lokaliserade luktsinnet ledtrådar.
Den plaskdamm är i huvudsak en hybrid mellan de traditionellationella vatten labyrint designad av Morris 7 och torra Barnes 1 labyrint. I Morris water maze, djuret simmar på djupt vatten, fly från vilket det grunda vattnet täcker en något nedsänkt plattform belägen mot labyrinten centrum. I Barnes labyrint, är djuret placeras på en (torr) cirkulär plattform med utgångshål runt periferin, av vilka endast en ger flykt till en låda som är placerad under.
Användningen av paddling som en flykt motivator uppstod problem rapporterats när oproportionerligt antal av vissa stammar av transgena möss inte simma ordentligt i Morris labyrinten. De dök endera eller passivt flöt 11. Eftersom detta kan vara ett stressrelaterad respons, visade det motiverat att reducera vattnet till paddling djup kan räcka att övervinna detta problem, vilket faktiskt det gjorde. Det bestämdes också att medge flykt till en torrt rör ligger i sidan av anordningen, snarare än till grunt vatten omfattar en plattform. Dettaskulle vara en mer "naturlig" flyktrespons, och öka den rumsliga delen av testet, eftersom en del av den initiala lärandet i Morris labyrinten är processuella, djuren måste först övervinna sitt medfödda tendens att simma längs väggarna i labyrinten innan spatial inlärning kan börja.
Den Barnes labyrinten också kan drabbas av djur som inte är tillräckligt motiverade att undkomma cirkulärplattform 10,11.
Sammanfattningsvis framgår paddla en allmänt effektiv drivkraft för möss, och undviker stress i samband med djupa vatten simmar. Till skillnad från den väglängd och fly åtgärder tid i Morris water maze, förblev felprocenten i plaskdamm för hippocampus skadade möss konstant under hela träningsperioden 5, så detta är ett renodlat mått på rumsliga minnet, i motsats till flykten tid eller sökväg längd, vilket både minskar som mössen bekantar sig med de icke-rumsliga delar av sitt uppdrag. Felen Åtgärden ger också en större omfattning skillnaden mellan osäkra (t.ex. hippocampus skadade) möss och kontroller.
I den ursprungliga publiceringen, var sond tester för att kontrollera om mössen verkligen använder ledljud 5. I Probe 1, var labyrinten vridas 120 ° men den geografiska placeringen av flykt röret var samma som i utbildning. Prestanda i stort sett oförändrad. I Probe 2, liknar den vanliga utrotning testet i Morris labyrinten var utloppsröret blockerad. Tiden i utbildning kvadranten av labyrinten, där utloppsröret fanns tidigare, var 50% för kontroll möss, 25% för möss med hippocampus skador. I en tredje sond test i vilken position utloppsröret ändrades, tillbringade kontrollerna igen mer tid i den ursprungliga utbildningen kvadranten. Dessa sond tester bekräftade att mössen inte använde intramaze ledtrådar men var vägledas av ledljud i laboratoriet utanför labyrinten. Denna brist på inflytande på intramaze ledtrådar sätter plaskdamm en fördel över Barnes labyrinten.
Även om vi inte har försökt råttor i paddling labyrinter, kan detta vara möjligt, även om det kan vara en fördel att göra vattnet kallare än 20-25 ° C används normalt i Morris labyrinten. Men eftersom deras kroppar inte skulle sänkas ned i vattnet bör detta inte ha negativa välfärdseffekter.
The authors have nothing to disclose.
The Wellcome Trust för att ge Open Access finansiering till Oxford University. Robert Deacon är medlem i Oxford OXION gruppen, som finansieras av Wellcome Trust bidrag WT084655MA.