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Behavior

浅水(杖刑)的变体在小鼠体内的水迷宫测试

doi: 10.3791/2608 Published: June 3, 2013

Summary

小鼠

Abstract

当理查德·莫里斯于1981年7设计他的水迷宫,大部分工作是在大鼠行为。然而,小鼠遗传学的更深入的了解导致鼠标,变得越来越重要。但研究人员发现,一些菌株突变小鼠容易出现的问题,像被动浮动或潜水时,他们进行了测试Morris水迷宫11。这并不奇怪,考虑到它们的自然栖息地;,大鼠游泳自然(古典,“下水道老鼠”),而在干燥的中亚地区的演变小鼠。

为了克服这些问题,有人认为,浅水是否将提供足够的刺激对小鼠的逃逸动机。这也将避免干燥的小生灵,用毛巾,然后把它们放在温水复苏室,避免低温,这是一个更严重的问题,而不是老鼠的问题,鼠标的体积大的比表面积,使它p关节易受快速热损失。

另一个要考虑的是一个更自然的逃生策略是否可以使用,以方便学习。由于动物落入水中,游泳,远离岸边的安全是不可能传递他们的基因,动物进化出一种自然的倾向游到水体的边缘。 Morris水迷宫,但是,需要他们游到朝迷宫的中心 - 一个隐藏的平台正好相反,他们进化的行为。因此,嬉水迷宫应纳入逃生设备的边缘。此功能,加上与相对非厌恶浅水使用,体现“雅”方面的“3 RS”罗素和伯奇8。

不同类型的迷宫设计试图共同的特点是,水总是浅(深2厘米)和逃生是通过一根管子刺入设备的透明墙。其他管(“假出口“)也放在周围的墙壁,但这些被封锁的迷宫从里面全是假的退出和单真正的退出看起来相同。目前十二次(12面)迷宫是在使用牛津,12真/假退出设置在角落。透明划桨Y-迷宫在最近的发展已经测试成功。

Introduction

莫里斯和巴恩斯迷宫

由于实验心理学的开端,动物学习的研究倚重的迷宫,一般不透明的木材或金属构造。不可避免的,由于鼠类以非凡的嗅觉能力,使用他们的许多研究在一定程度上受到损害时,实验者认为他/她已经成功地在教学动物视觉或位置歧视,实际上已大鼠或小鼠主要使用嗅觉来解决这个问题。这集中体现大鼠海马病变是否可以进行空间参考记忆任务,详细论述了在2002年4争论。位于Olton大卫和同事,从本质上讲,从早期的工作与径向迷宫外,不出现总是有系统地旋转迷宫。这导致海马损伤的动物解决的任务,想必气味线索,将E独特的ACH臂。在牛津大学,(自然)曾一度盲目鼠标上观察到一个六臂迷宫。它离开其起始臂,并向右转。然后越过中心,并选择了相反的手臂。之后右转总是陷入千篇一律的策略,但是当它再次遇到已进入第一臂的基础,它把它的瞬间嗅出(约0.2​​秒),然后拒绝了,并移动到下臂。如果嗅觉信息可以记住一个单一的访问明确表示,它是一个静态的迷宫在反复试验测试,具有相同的手臂总是诱饵,会导致很强的嗅觉协会的奖励,并学习很容易会发生,即使病变阻止任何学习纯粹的空间。

这些问题,如刺激莫里斯发展自己的水迷宫,水不会提供恒定的局部嗅觉。

嬉水池本质上是一种混合传统之间周志武水迷宫设计的莫里斯7和干巴恩斯迷宫。在Morris水迷宫,在深水游泳的动物,这是逃脱浅水覆盖稍微淹没的平台,位于朝迷宫的中心。的Barnes迷宫,动物被放置在(干燥)的出口孔的周围的圆形平台,其中只有一个提供逃生置于下方的箱。

使用划桨作为逃生的动力源于问题报告不成比例时,一些转基因小鼠品系未能正确Morris水迷宫游泳。他们要么跌或被动地漂浮11。由于这可能代表了与压力有关的响应,它的理由是,减少了水戏深度足以克服这个问题,这的确有这样做。会议还决定,允许逃生的干管设置在一旁的仪器,而非浅水覆盖的平台。这将是一个更“自然”的逃避反应,增加了空间的组成部分的测试中,Morris水迷宫中的最初的学习是因为很多程序,动物首先必须克服其与生俱来的倾向一起游泳的迷宫的墙壁前空间学习就可以开始。

巴恩斯迷宫也可以承受从动物没有足够的动力逃跑的圆形平台10,11。

Protocol

1。牛津嬉水池

嬉水池已连续三次设计,MK 1-3。全部采用浅(2厘米)所含水分的白色(加强其aversiveness)的基础,这是由透明的有机玻璃或透明的丙烯酸塑料制成的墙壁包围。这些有真/假退出设置在其中。假出口被遮挡的黑色木塞,而​​真正的出口是开放和加入一个黑色的塑料管,用鼠标里面可以拆除。鼠标,然后返回其家笼而管内的迅速和无损伤。首次出版后的嬉水池,据报道,返回家笼也是一种有效的激励学习拉什利III迷宫2。

阿水温度为20-25°C。 20-21°C是理想的,它已经注意到,一些老鼠似乎动力不足,在较高的温度下。

内容“>第一个迷宫5呈圆形,然而,有时老鼠(尤其是那些与海马病变)似乎没有注意到开放的出口管的八角形设计,放置在弯道的出口管,以吸引小鼠的注意,极大地改善此问题,然而,在偶然的错误率性能。将4/trial,而不是到6/trial与管12的圆形设计,因此,十二角形池中有11个假,1是现在使用真正的出口的角度设置在路口的墙壁。

1.1。嬉水池的演变和特点

可1:圆形池85厘米,直径12的真/假退出( 图1)。

MK 2:八角池86厘米,直径8真/假出口设置在弯道。

MK 3:十二次(12面),游泳池,120厘米,直径12真/假出口玉米ERS( 图4)。

在上述所有的(和划动的Y-迷宫,见下文)的出口管为直径40毫米。然而,它偶尔会感觉到,老鼠都不愿意进入这些,和Y-迷宫的控制性能有时会沾后,他们一直反应良好。因此,考虑到他们是多么容易进入穴居设备(见朱庇特出版“评估穴居,巢建设和囤积在小鼠”),也巴恩斯迷宫的出口孔直径50毫米,有人认为,如果40毫米太小。在家里笼六C57BL / 6小鼠进行的测试。 (他们似乎更愿意在家里笼进入40毫米管想必压力较低,在这里比在一块设备,这样在家里笼测试将减少入境差异较小的管略有厌恶,使得测试较为保守)。两个40毫米管和两个50毫米管被放置在地板上,在一个交替模式。据预测,有更多的项目(9项)超过40毫米到50毫米的管(28项)。因此,试点计划用50毫米的出口管上一个新的Y型迷宫,如果这是成功的的十二次游泳池和戏Y-迷宫老40毫米管将被替换为新的50毫米的。

作为嬉水池,戏Y-迷宫和Y-迷宫空间新奇,依靠鼠标设备通过透明墙壁看到房间的线索,所有的空间试验室应布置具有鲜明的线索(如货架,橱柜,墙壁上的黑色塑料的形状)。

2。运行嬉水池

  1. 鼠标放置在中心的游泳池,相对的四个位置上的周边(9,12点或3点,如果转义管是位于6点钟位置)。位置是半随机的三个连续的试验最多可以在同一个方向。这可以是在实践中难以实现的,因为作为学习进行小鼠往往确定自己的方位朝向正确的退出,降低入池,因为它们的尾巴。如果他们这样做是坚决不应该尝试迫使他们计划中的位置,因为他们简单地展示了学习。
  2. 释放他们时,他们只是在水面上,然后他们放弃,即刻知道,他们不再举行。慢慢地释放他们的结果在他们的努力释放自己,这可以削弱初始方向。这也适用于划动的Y-迷宫。
  3. 最大试验长度为60秒。如果鼠标无法逃脱然后,手动引导它到出口采用透明有机玻璃桨一对夫妇的约30×20厘米,每个测量。所采取的措施的时间找到出口(定义:所有的头管内)和错误。被定义为一个头的长度(包括真正的退出)从管内的错误。传递真正的退出,没有入门,我一般发生nfrequently后的前几个试验。可以说,虽然这是一个问题,另一种观点是空间认知受损的小鼠做到这一点,因为他们不知道有一个出口,周围有。控制知道的,因此更充分的调查。在分析中的错误的数量,施加于天花板的11个错误/试,以防止过多的数据歪斜。这将减轻空间受损的老鼠被发现在赤字, 也就是说 ,它是一个保守的措施。失败的小鼠在60秒内到达出口被分配该试验的得分为11个错误。因此,60秒的时间总是有11个错误。

3。杖刑的Y-迷宫

为了简化嬉水池的程序,并决定用Y-迷宫实验设备,根据同样的原则作为嬉水池操作。该装置由三个臂透明聚苯乙烯或有机玻璃制成的,每次30×8×20厘米。这是个装在一个白色的底座( 图7)。选择白色,最大化地板颜色aversiveness和鼓励逃离由浅(深2厘米)。至于在水迷宫中,只有一个真正的出口处,与其他两个臂终止于假退出看起来是相同的( 图8)内的迷宫。

运行划桨Y-迷宫

鼠标放置在闭合臂的端部,朝向远离中心。武器选择作为起始位置的序列被定义为一个半随机序列;不超过三个连续试验具有相同的位置,并且数目相等的左侧或右侧臂。每次试验持续60秒。如果鼠标无法退出(全出口管头),在这段时间内,鼓励它进入臂借助一块透明的有机玻璃。退出臂的基地由有机玻璃被封锁,并允许鼠标​​本身找到出口;应鼓励更好的学习比推入管。但是,这可能需要使出如果鼠标不愿意进入管内后,15秒。采取措施退出的总时间和错误的数量(不含尾巴全身进入盲臂)。

评分划桨Y-迷宫

正确的审判有两种定义:首先鼠标<60秒,找到了出口,没有进入盲武器,被砍下的错误,如果盲目的武器输入和/或出口处没有发现在60秒。这种分析混淆故障开始移动手臂条目中的错误。其次,一个劲儿强调认知能力的分析,可以通过排除,每个鼠标,鼠标在60秒内没有离开起始臂的所有试验,( 删除所有0 +60分数),然后计算正确的%剩余的试验。

4。两种类型的Y-迷宫结合

1。设备

当建立一个嬉水Y-迷宫,它是有用的,把两扇门,使其能够运行(干)新奇的空间记忆实验6( 图13)。闸门的透明覆盖出口孔的出口臂在端壁,而不透明的闸门可以插入一个臂密封,在采样过程中从其他两个阶段的测试。重要的是,这些门是跑步者不在范围内的老鼠,否则他们可能会分散他们的注意力,因为它们会出现潜在的逃生路线。在理想的情况下,他们应该延长7厘米,从迷宫墙的顶部。

2。设置

放置在地板上的Y-迷宫木片铺垫材料的薄层(0.5厘米)。重新分配个别小鼠两者之间的测试阶段,和老鼠之间。最佳实践,为使嗅觉环境MO第一对随后的老鼠,放一个或两个非实验小鼠在迷宫中,在实验开始前几分钟重新类似。

3。程序

随着出口手臂挡着不透明门,透明门阻止其退出孔,鼠标放置在起始臂(两个非出口武器的迷宫),并允许它来探索5分钟。然后将其删除,提高不透明门,允许访问所有三个武器,取代它起始臂,观察2分钟。注意的条目数和每个臂中花费的时间。控制老鼠应该记得,前两个武器,并花更多的时间在以前无法进入的手臂。

Representative Results

海马病变大大削弱学习的嬉水池5。使用一个戏Y-迷宫,年龄依赖性的赤字已经被证明在10和14,但不是3月龄Tg2576小鼠(淀粉样蛋白过度表达)的模型。老年(21个月)对照组小鼠也表现不佳3。一个空间的新奇内存运行在干燥的Y-迷宫实验发现敲除小鼠的谷氨酸受体-A(GLUR-A)AMPA受体亚基9障碍。

图1
图1。鼠标MK 1在圆形嬉水池。

图2
图2。鼠标发现嬉水池的出口管。

图3“SRC =”/ files/ftp_upload/2608/2608fig3.jpg“/>
图3。鼠标逸入出口管。然后,该管脱离迷宫和鼠标返回到其家笼。

图4
图4。鼠标在十二次的嬉水池。

图5
图5鼠标犯的一个错误,因为它接近一个虚假的出口。

图6
图6。错误致力于鼠标的鼻子内自带一个头的距离虚假出口。真正的退出是其右,出口管连接。


图7。嬉水Y-迷宫。

图8
图8的出口的详细的臂端部的Y-迷宫。一个浅U形槽毗邻退出在端壁孔。这支持了出口管,下方支撑在上面的图片所示。出口管可以拆下回其家乡笼拿鼠标的支持。所有武器都配有这套了,但只有一只手臂端壁有一个圆形孔切成允许逃生。

图9
图9:鼠标在一个死胡同划桨的Y-迷宫。

图10 图10。鼠标找到的出口管。

图11
图11。逃离划桨的Y-迷宫,等待鼠标,返回到其家笼。

图12
图12。小鼠一般都可以依靠,而他们留在管抬回附近的家笼。

图13
图13。Y-迷宫空间新奇配置结合一个嬉水Y-迷宫。一个不透明的闸门在一个臂的近端插入到幻灯片,透明铡关闭出口孔的门封条。

Discussion

总之,戏似乎是一个普遍有效的激励作用,避免了应力伴有深的水中游泳。不像在Morris水迷宫的路径长度和逃逸时间的措施,海马损伤的小鼠戏水池中的错误率保持不变,在整个训练期间5,所以这是一个纯粹的措施,而不是逃离时间或路径空间记忆长度,这既减少小鼠熟悉与非空间的元素的任务。错误措施受损( 例如海马损毁)鼠和对照之间的差异也提供了一个更大的幅度。

在原来的出版物,探针测试进行检查,如果老鼠被真正使用空间线索5。探头1,迷宫旋转120°但转义管的地理位置仍然是在训练一样。表现大致维持不变。在探头2,类似的标准灭绝Morris水迷宫测试,退出管被阻塞。所花费的时间在训练中的迷宫,出口管位于象限,对照组为50%,25%的小鼠海马病变。在第三个探头测试中,出口管的位置改变,控制再花更多的时间在原来的培训象限。这些探头测试证实,小鼠没有使用intramaze线索,但在实验室迷宫外部空间线索指导。这种缺乏影响intramaze线索把巴恩斯迷宫优势的戏水池。

虽然我们还没有试过鼠戏迷宫,这是可能的,尽管它可能是一个优势,使水更冷,比20-25°C常使用在Morris水迷宫。然而,由于他们的身体不会被浸在水中,这应该不会有不利的福利效应。

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

威康信托基金会提供开放存取资金牛津大学。罗伯特·迪肯资助,由威康信托基金资助WT084655MA牛津OXION组的成员。

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浅水(杖刑)的变体在小鼠体内的水迷宫测试
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Deacon, R. M. J. Shallow Water (Paddling) Variants of Water Maze Tests in Mice. J. Vis. Exp. (76), e2608, doi:10.3791/2608 (2013).More

Deacon, R. M. J. Shallow Water (Paddling) Variants of Water Maze Tests in Mice. J. Vis. Exp. (76), e2608, doi:10.3791/2608 (2013).

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