Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Barnes Maze teststrategier med små och stora Gnagare modeller

Published: February 26, 2014 doi: 10.3791/51194
Automatic Translation
*1, *2
1Biomedical Sciences and Bond Life Sciences Center, University of Missouri, 2Division of Neurotoxicology, National Center for Toxicological Research, Food and Drug Administration
* These authors contributed equally

Summary

Den torra land Barnes labyrint är allmänt används för att mäta spatial navigering förmåga som svar på milt aversiva stimuli. Under på varandra följande dagar, prestanda (t.ex. latens för att hitta flykt bur) i kontrollpersoner förbättras, tecken på normal inlärning och minne. Skillnader mellan råttor och möss nödvändiggör apparater och metodförändringar som beskrivs här.

Abstract

Spatial inlärning och minne av smågnagare bedöms ofta via navigationsförmåga i labyrinter, mest populära av som är vatten och torka-land (Barnes) labyrinter. Förbättrad prestanda över sessioner eller försök är tänkt att reflektera inlärning och minne av utrymnings bur / plattform plats. Betraktas mindre stressande än vatten labyrinter är Barnes labyrint en relativt enkel design av en cirkulär plattform topp med flera hål jämnt fördelade runt omkretsen kant. Alla utom ett av hålen är falsk bottnade eller blinda sinande, medan en leder till en flykt bur. Svagt aversiva stimuli (t.ex. ljus taklampa) ger motivation att lokalisera fly buren. Latens för att lokalisera flykt buren kan mätas under sessionen, men ytterligare effektmått kräver normalt videoinspelning. Från dessa videoinspelningar, kan användning av automatiserad mjukvara genererar en mängd olika slutpunkter som liknar de som produceras i vatten labyrinter (t.ex. </ Em> ryggalagd sträcka, hastighet / fart, tiden i rätt kvadrant, spenderade tid i rörelse / vila, och bekräftelse av latens). Typ av sökstrategi (dvs. slumpmässigt, seriell, eller direkt) kan kategoriseras också. Barnes labyrint konstruktions-och provningsmetoder kan skilja sig åt för små gnagare som möss och stora gnagare, såsom råttor. Till exempel, medan extra labyrint ledtrådar är effektiva för råttor, får mindre vilda gnagare kräver intra-labyrint ledtrådar med en visuell barriär runt i labyrinten. Lämpliga stimuli måste identifieras som motiverar gnagare att lokalisera fly buren. Både Barnes och vatten labyrinter kan vara tidskrävande eftersom 4-7 prov, är vanligtvis krävs för att upptäcka förbättrad inlärning och minnesprestanda (t.ex. kortare latenser eller banlängder att lokalisera utrymningsplattform eller bur) och / eller skillnader mellan experimentella grupper. Trots detta är det Barnes labyrint en allmänt anställd beteende bedömning mäter spatiala navigations förmågor ochderas potentiella störningar av genetiska, neurobehavioral manipulationer, eller läkemedel / toxikant exponering.

Introduction

Spatial inlärning och minne hos smågnagare först bedömas med livsmedels berövade råttor som navigerat en labyrint av gränder för att hitta ett livsmedel förstärkare 1. Flera decennier senare var en rumslig referens minnessystem föreslås 2. Till skillnad från arbetsminnet som hänvisar till minnet i en testsession eller rättegång, hänvisar referens minne till minne över testpass eller försök och är närmare släkt med långtidsminnet.

Flera typer av labyrinter har utvecklats som icke-invasiv bedömning av denna hippocampus beroende spatial inlärning och minne i små och stora gnagare (t.ex. vatten labyrint, flera T-labyrinten, radial arm labyrint och torr-mark labyrinter) 3-6. Här fokuserar vi på den runda plattformen eller Barnes labyrint, som först beskrevs 1979 av Dr Carol Barnes 7. Denna labyrint har använts för att testa rumslig navigering inlärning och minne i en rad olika gnagarmodeller, inklusive råttor (RaTTU norvegicus), möss (Mus musculus), rådjur möss (Peromyscus maniculatus bairdii), Kalifornien möss (Peromyscus californicus), och hystricomorph gnagare (t.ex. degus [Octodon degus]) 8-13. Andra arter som bedöms med hjälp av Barnes labyrinten inkluderar amerikanska kackerlackor (Periplaneta americana) 14, majs ormar (Elaphe guttata guttata) 15,   squamate reptiler (t.ex. sido-fläckig ödlor [Uta stansburiana]) 16 och icke-mänskliga primater (t.ex. mus lemurer [Microcebus murinus]) 17. I våra laboratorier har Barnes labyrint prestanda använts som ett index på neurotoxicitet efter utvecklande av bisfenol A (BPA) eller etinylestradiol (EE2) exponering 9-1113. Det är också allmänt används för beteende fenotypning av olika musstammar 18-21, bedömning av åldrandets effekter 7,22-28, och Alzheimers sjukdom relaterade deficits i djurmodeller 3,29-33, samt effekterna av motion och kost, miljö-, och metabola förändringar 34-42.

En primär fördel med Barnes labyrint användning är att den framkallar mindre stress i ämnena i förhållande till vatten labyrinter, såsom Morris water maze 43, även om båda kan framkalla akuta ökningar i plasma kortikosteron koncentrationer i möss 44. Som torra land labyrint kan Barnes labyrinten vara mer etologiskt relevant för markbundna gnagare 45. Även om vatten labyrint prestanda har visat sig vara känsligare för genetiska förändringar i möss 3,46,47, är mer känsliga för vissa andra ändringar 48,49 Barnes labyrint prestanda. I gnagarmodeller där vatten labyrint användning inte är möjlig, får den Barnes labyrinten ger en finjusteras bedömning av rumsliga minne lagring 31. De milt aversiva stimuli som normalt används i Barnes labyrint (dvs. starkt ljus),dock inte kan ge tillräcklig motivation för gnagare att lokalisera flykt buren 45. Dessutom kan gnagare lära sig att inget straff uppstår om de inte kommer in i flykt buren. I stället för att aktivt söka efter flykt buren, vissa gnagare aktivt utforska en labyrint för långa löptider för varje försök. Som granskas av Kennard och Woodruff-Pak 24, kommer denna ökade prospekterings förlänga latens för att lokalisera utrymnings bur, våglängd, och öka antalet fel. Således, mätning av flera parametrar, bland latens, felfrekvens, tiden i de korrekta och felaktiga kvadranter, hastighet, tid att flytta, tid att vila, och sökstrategi, tillsammans kan ge en bättre indikator för varje persons rumslig navigering inlärning och minnesförmåga 8 -10. Dessutom kan prestanda mätas som latensen att först lokalisera flykt buren (primär åtgärd) eller latensen att gå in i flykt buren (totalt mått). Vissa har argued att primära mått på funktion är en mer korrekt bild av spatial inlärning än de totala åtgärderna 50. De flesta studier, inklusive de exempel som beskrivs här, använder latens för att komma in på flykt buren för att fastställa felfrekvens och sökstrategi. Vidare, några spårningsmjukvarusystem har en trepunkts kroppsdetektionssystem som kan mäta frekvenser sniffa rätt vs felaktiga hål. Slutligen måste labyrinten rengöras grundligt med etanol mellan försöken för att ta bort lukt ledtrådar som kan ge ledtrådar eller visa sig störande för efterföljande djur.

Barnes maze mönster varierar men i allmänhet var och en har 12 eller 20 potentiella utloppshål, av vilka endast en leder till hemmet eller en flykt bur. Flykt bur kan vara belägen antingen direkt under utloppshål på labyrinten topp (till labyrinter utan väggar) eller inbyggd i den omgivande väggen hos labyrinten. De ledtrådar kan variera i storlek från cirka 16,5 cm höjd eller bredd (inom maze) till en horisontell linje 21,6 cm i bredd placerade från golv till tak i rummet väggen utanför labyrinten. Figurerna 1-5 visar exempel på Barnes maze designer för Peromyscus arter (Figur 1) och råttor (figur 2-5). Pluggar eller bottnar måste täcka nonescape hål för att förhindra djuret från att falla ut ur labyrinten. Storlek på testrummet kan variera (~ 20 m 2), men det måste vara tillräckligt stor för att ge gott om utrymme för labyrinten, habituerade djuren till rummet, tillmötesgående en dator med video set-up (om den används), och en plats för försöksledaren att sitta på ett avstånd (min. ~ 122 cm) från labyrinten anordningen så att deras närvaro inte stör djurets prestation. Tilldelning av flykt bur plats bör balanseras mellan behandlingsgrupperna och kön. Även om de särskilda förfaranden som beskrivs här inte inkluderar rotera labyrinten mellan försöken att motverka användningen av intra-maze lukt ledtrådar, vissa studierinförliva denna procedur 50. I våra rutiner, är labyrinten torkas rena med etanol mellan försöken att eliminera lukt ledtrådar.

Vid lokalisering av flykt buren, har tre typer av sökstrategier definierats (ursprungligen benämnda "mönster" av Barnes 7): 1) slumpmässigt, operativt definieras som lokala sökningar i hål åtskilda av vägar som korsar labyrinten centrum, 2) Serie, definierade som en systematisk sökning efter varandra följande hålen i en medurs eller moturs riktning, och 3) ett direkt eller fysisk, som definieras som att navigera direkt till den korrekta kvadranten utan att passera labyrinten centrum mer än en gång och med tre eller färre fel. I allmänhet, med upprepad testning, gnagare framsteg vanligtvis genom sökstrategier i angiven ordning (slumpvis, seriell, och direkt) 51. En sond rättegång utan att fly buren kan också användas som ett ytterligare mått på minnet 50.

Protokollet och representativresultat här utvecklades för två typer av gnagare (Peromyscus arter-annars kallas små gnagare) och råttor. Även om dessa allmänna förfaranden kan också hålla för inavlade och / eller utavlade möss (Mus musculus), bör andra studier höras om eventuella metodskillnader för de sistnämnda arten 18-21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Barnes Maze Förfarande för smågnagare

  1. Slå på taklampa ovanför labyrint och plats "Do Not Enter" skyltar på utsidan av labbet dörren.
  2. Ta med möss i sina normala hem burar till testrummet ca 30 minuter innan du börjar den första rättegången att tillåta tillvänjning. Om rummet är tyst, kan det inte vara nödvändigt att inkludera vitt brus, annars denna försiktighetsåtgärd kan övervägas.
  3. Ställ in spårningsprogram.
  4. Ta försiktigt bort den första musen från sitt hem bur och placera i det höga täckta plastlåda. Placera sin flykt (rent hem) polypropylen bur (29 cm x 19 cm x 13 cm) under den angivna utrymningshålet.
    1. Se till papperet som blockerar röret avlägsnas från att utloppshål och alla andra hål är pluggade.
    2. Rita gardin runt i labyrinten.
  5. Placera plastlåda med musen inne i labyrinten centrum och ca 8 sekunder senare, försiktigt take djuret ur buren och placera den på labyrinten.
    1. Efter att ha placerat djuret i mitten av labyrinten, tyst flytta till datorområdet (~ 150 cm från labyrinten).
    2. Initiera lämplig mjukvara program som redan bör vara öppen för att säkerställa minimal tid (inom några sekunder) har förflutit från det att djuret placerades på labyrinten tills programmet börjar dokumentera dess prestanda.
  6. Följ djurets prestanda från datorskärmen och spela hål nummer, recensioner nummer, sökstrategi, och antalet fel som görs. Ett fel definieras som sniffar på en felaktig hål. Bedömning av sökstrategi kan göras levande eller senare på kontroll mönstret.
    1. Sökstrategi kategoriseras som direkt (går direkt in i flykt bur med tre eller färre fel),
    2. Serial (reser längs labyrinten omkrets tills fly buren är placerad), eller
    3. Slumpmässig </ Strong> (korsar labyrinten centrum flera gånger för att kontrollera olika hål).
  7. Stoppa spårningsprogram när djuret har alla fyra tassar inuti fly buren.
  8. Om musen inte komma in i flykt buren inom 5 minuter, försiktigt styra den till rätt plats och i flykt buren. Låt musen kvarstå i flykt bur för 2 min.
  9. Ta bort musen från fly buren och placera i buren.
  10. Spraya labyrint topp och fly buren med 70% etanol och torka torrt. Ställ in den första buren / musen åt sidan i 30 minuter innan du kör sin andra rättegång.
  11. Innan nästa musen, anslut den tidigare rätt flykt hål och ta bort papperet pluggen blockerar hålet från den angivna utrymnings hål för att nästa ämne.
  12. Varje mus testas för 2 försök / dag med en inter-rättegången intervall på ca 30 min.
  13. Upprepa dessa steg tills alla möss har testats under sju dagar i följd, vilket kan öka sannolikheten of observera förbättrad prestanda och / eller skillnader mellan behandlingsgrupperna, i förhållande till endast fyra dagar av data.

2. Barnes Maze Test för råttor När en Tracking Program är inte tillgängligt

  1. Se till labyrinten är i sin rätta placering (direkt centrerad nedanför ljus), falska bottnar som blockerar nonescape hål och hindrar djuret från att falla ut är säkert i labyrinten och fly buren är i den utsedda platsen för den första ämne. Taklampa över labyrinten ska vara påslagen.
  2. Se till dator och kamera är redo och ett stoppur är tillgänglig.
  3. Slå på vitt brus för att dämpa eventuella ljud från andra närliggande platser. Testaren stol är ca 122 cm från närmaste kanten på labyrinten topp och förblir på samma plats under hela test.
  4. En timer (satt till 2 min) bör finnas tillgängliga (endast behövs på dag 1 av testning). Timer bör inte "pip" eller på annat sätt göra buller. Dörr (ar) för att testa room ska ha "Do Not Enter" skylt på utsidan.
  5. En testorder blad för de ämnen kommer att lista ordningen på ämnet testning, sessionsnummer, hål nummer placeringen av flykt bur för varje ämne, och områden för att spela in latens och tid på dagen för varje ämne samt ett område för alla nödvändiga anteckningar (Figur 6).
  6. Från 30-60 minuter innan den första råttan ska testas, ta med djuren i deras hem burar till provrummet för att möjliggöra för tillvänjning.
  7. Centrumröret att råttan placeras i början av ett försök sätts i labyrinten centrum. Ställ kartongarket som visar det första djuret ID ovanpå. Detta gör det möjligt för videoinspelning för att fånga djuret ID för enkel identifiering av varje ämne genom att observera de första sekunderna av videon.

Initial testar dag 1:

  1. Börja dator videoinspelning (om den används) och omfattar cirka 5 sekunder av försök med djur ID blad för SMICect identifiering. Filnamn (eller datum skapad) identifierar dag / tid för att testa.
  2. Ta det första djuret från dess hem bur (kontrollera identiteten om flera djur i bur) och försiktigt placera huvudet först in i flykt buren. Täck fly buren med en extra falsk botten och starta 2 min timer. Detta gör det möjligt för djuret att vänja till flykt bur.
  3. Efter 2 min timer slutar, försiktigt bort djuret från flykt bur (ta bort falsk botten locket också och ställa bort från labyrinten), lyft ID-ark, och omedelbart placera råttan innanför mittröret. Täck toppen av centrumröret med papp ID blad.
  4. Sakta och försiktigt lyfta centrum rör med kartong lock och ställ åt sidan. Starta stoppuret när centrumröret lyfts ovanför djuret. Flytta för att sitta i testarens stol.
  5. Sitt tyst i stolen, tittar både djuret och stoppuret. Varje djur har en max 5 min att hitta flykt buren.
  6. Om råttan finner fly buren på mindre än5 min, stoppa stoppuret och spela in latens och tid på dagen på testorder blad. Ta bort djuret från flykt bur och placera tillbaka in i buren.
  7. Om råttan inte hittar flykt buren inom 5 minuter, försiktigt vägleda djuret till flykt buren och låta 15 sekunder att passera innan du tar bort och återvände djuret till hemmet buren.
    1. Denna 15 sek varaktighet kan tidsinställda med hjälp av en klocka med sekundvisare på testrummet väggen.
    2. Rekord tid på dagen på test beställning blad och post som råttan inte hittade escape buren.
  8. Om råttan faller / hoppar labyrinten, testaren bör blick på stoppur för tiden. Testaren bör sedan försöka att snabbt hämta djuret.
    1. Om detta kan ske inom 10 sekunder, byt ut djuret på mitten av labyrinten och spela in tiden för höst / hoppa på testbladet (om testaren kan skilja mellan ett fall eller hopp, bör detta betecknas). Fortsätt rättegången.
    2. Om hämtning av animal tar längre tid än 10 sekunder, stoppa stoppuret, och satte djuret tillbaka in i buren. Rekordtiden falla / hoppa (om testaren kan skilja mellan ett fall eller hopp, notera detta).
    3. Data från prövningar där ett djur föll / hoppade och kunde inte hämtas inom 10 sek utelämnas från statistiska analyser.
  9. Stoppa videoinspelning på datorn. Spela in några kommentarer om rättegången.
  10. Ta bort eventuella urin eller avföring från labyrinten topp, spraya med 70% etanol, och torka ordentligt torrt. Ta fly buren och rengör med 70% etanol.
  11. Sätt en ren flykt bur på anvisad placering för nästa ämne. Att ha mer än en flykt bur gör att varje lufttorka för att minska etanollukt. Sätt en ren falsk botten vid föregående hål (så att alla utom ett hål har en falsk botten och att ett hål innehåller utrymnings bur).
  12. Ställ in mittröret med ID blad för nästa ämne i labyrinten centrum. Börja videoinspelning på datorn. Ta nästa djur som ska testas, placera i flykt bur (om dag / Session 1), och starta 2 min timer (endast om dag / Session 1). Fortsätt från steg 2 ovan. Varje ämne får 1 försök / dag.
  13. Efter alla djur testas, rengör labyrinten och fly buren, stänga av lampor och vitt brus. Ta bort "Do Not Enter" sign (s) från dörr (ar).

Dag 2 till 7 Testning

  1. Ställ in testrum och labyrint för testning enligt ovan.
  2. Ställ centrumröret i labyrinten centrum med ID blad på toppen. Börja videoinspelning. Ta det första djuret från buren och placera in i mittröret.
  3. Detta steg skiljer Days 2-7 från dag 1, specifikt på dag 2-7, är föremål placeras direkt i mittröret efter avlägsnande ur buren och 2 min tillvänjning period inuti fly buren är inte gjort.
  4. Upprepa proceduren med början från steg 4 ovan.

3. Statistiska analyserför Barnes Maze Endpoints

  1. Data analyser kan kräva flera statistiska test. Kontinuerliga variabler, såsom fördröjning och felfrekvens, kan analyseras som en delad tomt i tid och rum 52.
  2. Om några djur inte lokalisera flykt eller buren inom den maximala utsatt tid, kan latensen uppgifter tilldelas som det högsta och analyseras med hjälp ProcLife tester i SAS version 9.2 programvara analys.
    1. Denna statistiska metod är användbar för beteendedata, där det finns en övre gräns cutoff.
  3. Sökstrategi data kan analyseras med hjälp av en upprepad åtgärd design med PROC GLIMMIX och SAS version 9.2 programvara analys.
    1. Denna första analys använder en kumulativ log den länk och ett multinomial fördelning så att alla tre sökstrategier (slumpmässigt, seriell, och direkt) ingår i denna analys.
    2. För att avgöra om djuren lär sig att använda mer effektiv sökstrategi (direkt), en Second analys på sökstrategi kan utföras på vilket de två mindre effektiva strategier (slumpmässiga och serie) kombineras och jämförs mot effektivare direkta sökstrategi.
    3. Den senare metoden ger en binomialfördelning och sysselsätter PROC GLIMMIX också.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Sexuellt mogna manliga rådjur möss är beroende av förbättrad spatial navigering förmåga att lokalisera potentiella avelspartner, som ofta sprids i hela miljön. Både prenatal och vuxen exponering för testosteron är viktigt att organisera och aktivera det senare vuxna manliga beteende 53. Som sådan, var det förmodade att tidig exponering för hormonstörande ämnen kan störa denna senare egenskap hos män. För att testa denna hypotes, var manliga och kvinnliga rådjur möss utvecklingsmässigt exponeras via moderns kost till flera miljömässigt relevanta doser av BPA i en fytoöstrogen fri kost, en positiv östrogenkontroll (etinylöstradiol [EE2]) i en fytoöstrogen fri kost, eller basen styra fytoöstrogen fria raffinerad kost, och bedömdes med avseende på Barnes labyrint prestanda som vuxna. Figur 1 visar Barnes labyrint anordning för denna art. Hanar exponeras för två högre, men inte den lägsta, BPA doser demonstrerad motsvarande underskott i spatial inlärning, vilket visar sig i långvarig latens, ökad felfrekvens, och en oförmåga att konvertera till den direkta sökstrategi under försöksperioden (figur 7-9). Men kvinnor som utsätts för EE2 och mitten av BPA dos, men inte de andra BPA doser uppvisade masculinized mönster av rumsliga inlärning och minne (dvs. minskad latens och ökad användning av den direkta sökstrategi) 9,13.

Till skillnad från polygama hjortmöss, deras närstående kusiner, monogama män Kalifornien möss, öka deras reproduktiva framgång genom par-bindning och som finns kvar i landet med en enda kvinnlig och dela i föräldraskap ansvar 54,55. Därför har spatial navigeringsförmåga inte varit föremål för stark evolutionär avsnitt i Kalifornien möss. Följaktligen presumtionen var att tidig BPA och EE2 exponering inte skulle rikta detta beteende i Kalifornien möss. Till stöd för detta hypothesis, utvecklings exponering för BPA eller EE2 förändrade inte rumsliga navigering beteenden (latens, felfrekvens, eller konvertering till den direkta sökstrategi) i män eller kvinnor, som visade jämförbara svar i alla behandlingsgrupper (figur 10 och 11) 10. Jämfört med kontrollhjortmöss, kontrollerar Kalifornien möss minskade inte antalet fel som görs under de sju testdagar i följd heller kontroll Kalifornien hanmöss öka sin användning av den direkta sökstrategi. Detta kan återspegla en skillnad i inlärningsförmågan arter, men det är möjligt att ytterligare förfining för bedömning av visuo-spatial inlärning och minne tester krävs för Kalifornien möss.

Den Barnes labyrinten apparater och tillhörande hårdvara för råttor visas i figurerna 2-5. Denna apparat användes för att bedöma spatial inlärning och minne av manliga och kvinnliga Sprague-Dawley på postnatal dagar 47-51 (5 konsecutive dagar, ett försök / dag). På den sista dagen (dvs. dag 5), var fly buren rörd 180 ° från sin ursprungliga plats på dag 1-4. Dessa ämnen har tidigare bedömts för den rätande reflex och lutande ombord beteende (avvänjning från di), och spela beteende, öppna fält aktivitetsnivåer, och koordination. Deras dammar hade konsumerat 3 små bitar av vanilj wafer på vilken dispenserades 1 ml / kg kroppsvikt av vatten på havandeskaps dagar 6-21. Ämnena själva behandlades oralt med 1 ml / kg kroppsvikt av vatten två gånger dagligen på postnatala dagar 1-21. Vid avvänjning var de hålls i par med samma kön syskon. Dock endast 1/sex/litter bedömas för Barnes labyrint prestanda. Figur 12 visar genomsnittlig latens för att hitta flykt bur för varje kön på var och en av de fem testdagar. Betydande viktigaste effekterna av kön (p <0,04) och session (p <0,01) indikerade kortare latenser hos honor och kortare latenser dag 2-5 i förhållande till dag 1. Andra HAVe rapporterade också kortare latenser i honråttor 56, men liknande könseffekter har inte alltid noterats i vårt labb 11. Således är en konsekvent könseffekt på råttor ännu inte fastställts än latens slutpunkter finns ännu inte tillgängliga,. Dock, mjukvara används i en liknande studie för att undersöka felfrekvens och sökstrategi hos råttor.

Figur 1
Figur 1. The Barnes labyrinten apparater för Peromyscus arter. A) De intra-labyrint geometriska ledtrådar (t.ex. cirkel, fyrkant, triangel och stjärna) är placerade inuti labyrinten väggen varje 90 °, det finns 12 flykt hål placerade var 30 °, och labyrinten är omgiven av en svart gardin (ej visad). B) Labyrinten toppplaceras på en polypropylen stativ och förhöjda 100 cm över golvet. Klicka här för att visa en större bild .

Figur 2
Figur 2. The Barnes labyrint anordning för råttor. Labyrinten topp och stödjande stativ kan ses med labyrint övre diameter och höjd från golv visas. Siffrorna på golvet indikerar hål nummer och låta testaren att placera fly buren på anvisad plats (siffrorna golv kan inte ses av ämnet). En av de extra-labyrint visuella referenser kan ses på den bortre väggen (dvs. svarta vertikala ränder). Klicka här för att visa en större bild .

Figur 3
Figur 3. En närmare titt på Barnes labyrinten apparater för råttor. De vita flykt bur glider in spåren på undersidan av labyrinten toppen. Liknande spår finns på undersidan av labyrinten topp för varje omkrets hål. Klicka här för att visa en större bild .

Figur 4
Figur 4. Centrumröret med provämnes identifiera blad på toppen av Barnes labyrint anordning för råttor. Kartongen locket lyfter bort att place råtta inuti röret och ersätts därefter. Handtaget på mittröret gör det lätt att lyfta för att påbörja rättegången. Klicka här för att visa en större bild .

Figur 5
Figur 5. Flykten bur för råttor med dimensioner. Små slitbanor på den nedåtgående rampen tillhandahålla dragning för råttan när du anger. Klicka här för att visa en större bild .

Figur 6
Figur 6. Klicka här för att se larger image.

Figur 7
. Figur 7 Effekter av utvecklings exponering av manliga och kvinnliga rådjur möss till BPA eller EE2 på sökstrategi i Barnes labyrint A) Exempel diagram som illustrerar de tre definierade sökstrategier:. Random (överst), serienummer (mitten) och direkt (botten) . B) Procent av BPA, EE2 och kontrollmöss anställa random (gul), serienummer (grön), eller direkta (svart) sökstrategier över förvärvs testning. CTL män utnyttjade den direkta sökstrategi oftare över 7 dagen i rad testperioden än alla andra grupper utom låg dos BPA hanar och EE2 honor (alla p-värden <0,05). CTL = kontroll; EE2 = etinylöstradiol, BPA = bisfenol A Anpassad med tillstånd från.0;. 13 Klicka här för att visa en större bild .

Figur 8
Figur 8. Effekter av utvecklings exponering av manliga och kvinnliga rådjur möss till BPA eller EE2 (samma grupper som i figur 3) på latens för att hitta flykt buren i Barnes labyrinten. A) Hanar. B) Kvinnor. CTL hanar snabbare hittat rätt fly buren, som exemplifieras av kortare latenser, än CTL honor (P = 0,0103), EE2-exponerade män (P <0,0008), och övre och mellersta doser BPA hanar (P = 0,03, P = 0,02, respektive). CTL hanar visade dock liknande svar som låg dos BPA hanar och EE2 honor (P s> 0,05). Däremot hade EE2 honor decreased latenstiderna hela försöksperioden än EE2 exponerade män (P = 0,0013). Data presenteras som medelvärdet ± SEM. Anpassad med tillstånd från Jasarevic et al. 13 Klicka här för att visa en större bild .

Figur 9
Figur 9. Utvecklings exponering av manliga och kvinnliga rådjur möss till BPA och EE2 (samma grupper som i figur 3) på utrymnings fel. A) Hanar. B) Kvinnor. CTL hanar visade ungefär hälften av antalet fel eller poster i felaktiga hål jämfört med CTL-honor (P = 0,0002) och EE2 män (P = 0,02). Dessutom CTL hanar begås färre fel än övre dos BPA hanar (P =0,02) men skilde sig inte i felprocent (P> 0,05) från antingen mitten eller låg dos BPA hanar. Å andra sidan, EE2 honor visade en masculinized gensvar så att denna grupp hade samma felfrekvens som CTL-hanar och färre fel (P = 0,002) än EE2 manlig. Middle doser BPA-utsatta kvinnor visade också färre fel än låg dos BPA och CTL honor (P = 0,0005 och 0,01, respektive). Data presenteras som medelvärdet ± SEM. Anpassad med tillstånd från Jasarevic et al. 13 Klicka här för att visa en större bild .

Figur 10
Figur 10. Sökstrategier av manliga och kvinnliga Kalifornien möss i Barnes labyrint testning. Sökstrategier are färgkodade: random (gul), serienummer (grön), och direkt (svart). Under 7 dagars testperiod, fanns inga signifikanta effekter av giftämne eller kön på sökstrategi användning för dessa djur. Anpassad med tillstånd från Williams et al. 10 Klicka här för att visa en större bild .

Figur 11
Figur 11. Latens för att lokalisera fly buren och fly fel i Barnes maze test för män (A & C) och kvinnliga (B & D) Kalifornien möss (samma grupper som i Figur 6). A och B) Latency. C och D) Escape fel . Under 7 dagars testperioden, var det ingen bety dande effekter av giftämne eller kön på sökstrategi användning för dessa djur. Data presenteras som medelvärdet ± SEM. Anpassad med tillstånd från Williams et al. 10 Klicka här för att visa en större bild .

Figur 12
Figur 12. Latency att lokalisera utrymnings bur för manliga och kvinnliga Sprague-Dawley bedömas på postnatal dagar 47-51 (1 försök / dag). På den sista dagen (dag 5), var fly buren rörd 180 ° från sin ursprungliga plats. Kvinnor uppvisar betydligt kortare latenser än män och latenser på dag 2-5 var betydligt kortare än latens på dag 1. Data presenteras som medelvärdet ± SEM.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "target =" _blank "> Klicka här för att visa en större bild.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiska steg i Barnes maze testförfaranden inkluderar: 1) ge rätt milt aversiva stimulus att motivera djuret att lokalisera fly buren, 2) säkerställa enhetliga villkor upprätthålls över djurförsök (t.ex. provningstiden, testa personal, extern kontroll av buller, och andra stimuli som kan påverka prestanda), 3) Om studier är video inspelad, optimera och säkerställa god videoinspelning och lämna tillbaka upp, och 4) rengöring av labyrinten med 70% etanol för att ta bort lukt ledtrådar mellan försöken.

Identifiera de bästa stimuli för att motivera motivet att lokalisera flykt buren kan kräva vissa ändringar och / eller felsökning. Den typiska stimulans är ljus belysning overhead. Men detta kan vara tillräckligt för vissa arter. Även om endast noterats anecdotally av oss, råttor som har omfattande beteendemässigt bedömts (och därmed i stor utsträckning hanteras) verkar mindre motiverade enligt standarden BArnes labyrint förhållanden, sannolikt därför att de blir mer fogliga och vana vid olika apparater och / eller miljöer. Auditiva stimuli (t.ex. rovdjur ljud) kan övervägas, men det begränsar möjligheterna att vänja samtidigt andra djur till provningsrummet. Andra stimuli som med framgång har använts inkluderar overhead fläktar för att rikta luft vid labyrinten topp 57,58 eller modifiering av Barnes maze vara appetitive istället för aversiv 56.

Extra-maze visuella referenser är normen för Barnes labyrint test med råttor. I typiska laboratorie mus arter, har det föreslagits att extra-labyrint ledtrådar kan ge bättre resultat än inom labyrint ledtrådar 59,60. Däremot kan hjortmöss använder framgångsrikt inom labyrint ledtrådar för att hitta flykt bur och inte konvertera framgångsrikt under testperioden för att använda den direkta sökstrategi 8,9. Dessutom, en yttervägg hindrar djuren från att falla eller hoppa från labyrinten. Eftersom Kalifornien möss är lättare att hantera och cirka 2-3x större än rådjur möss, andra har framgångsrikt testat denna art i Barnes labyrint utan att använda en vägg 40,61. Men labyrinten i det fallet var mindre (65 cm i diameter) med 16 hål som placerades mer inåt (1,3 cm).

Metodiskt, det finns små detaljer som kan påverka Barnes labyrint förfarandet och intrepretation av resultaten. Labyrinten topp för gnagare är relativt stor och provrummet skall vara tillräckligt stora så att testaren att röra sig fritt runt i labyrinten. Placering labyrinten i ett hörn rekommenderas inte som testaren måste kunna röra sig i ytterkanten för att hämta råttan och placera fly buren på rätt plats. Ångest nivåer i gnagare, vilket framgår av ökad plasma kortikosteron koncentration 44, är förhöjda under testning och yttre stimuli kan förvärra. Gnagare fryser vanligtvis vid plötsliga hörselintryckoch därför är det viktigt att testmiljön inte ligger i bullriga område. Eftersom detta kan vara en långdragen bedömning på en viss dag och över dagar, kan det vara en utmaning för testaren att vara uppmärksam på rättegången, men det är viktigt direkt uppmärksamhet till ämnet beteende. Av detta skäl och för att undvika dygnsrytm effekter på prestanda, är det optimalt att testa ett begränsat antal djur för en utvald tidsfönster (t.ex. på morgonen eller eftermiddagen) på en viss dag. Slutligen kan lukten av etanol bli obehaglig till ämnet, även om detta inte uttryckligen har testats. Flera utrymnings burar och ytterligare falska bottnar föreslås så att burarna har tid att lufttorka efter att besprutas med etanol.

De främsta fördelarna med Barnes labyrinten är dess användarvänlighet i förhållande till andra typer labyrint och de ytterligare effektmått som kan erhållas som kan ge en mer omfattande utvärdering av experimentellt inducerad impairment. Dessutom kan detta torra land labyrint bättre rekapitulera den naturliga miljön för landlevande gnagare. Den flerdagarstestperioden skulle kunna ge mer robust tecken på förändrad prestanda, vilket framgår av latens, felfrekvens, och omvandling under loppet av testning från en ineffektiv sökstrategi (slumpvis eller seriell) till en direkt sökstrategi.

Resultat från Barnes labyrinten kan verifieras med andra tester av rumslig navigering. Dessutom är det viktigt att fastställa att potentiella Barnes labyrint prestanda underskott är inte ett resultat av förändringar i ångest, aktivitet eller motoriska förmågor. Således kan resultaten av ångest och / eller rörelseapparaten bedömningar, såsom förhöjda plus labyrint eller öppet fält beteende, avgöra om Barnes maze nedskrivningar speglar verkliga förändringar i rumslig navigering. Dock kan vanliga murina tester av ångest inte alltid vara prediktiva för Barnes labyrint prestanda 44. Om sant rumsliga navigations förändringar är närvarande, molecular kan histopatologiska, elektro eller synaptogenic förändringar vara uppenbara i hippocampus, entorhinalcortexen, eller andra kortikala områden, eftersom dessa områden i hjärnan tycks styra denna inlärning och minnessvar 62-64.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Detta dokument har granskats i enlighet med United States Food and Drug Administration (FDA) politik och godkänts för publicering. Godkännande betyder inte att innehållet nödvändigtvis positionen eller åsikter om FDA inte heller nämner handelsnamn eller kommersiella produkter utgör stöds eller rekommenderas för användning. Resultaten och slutsatserna i denna rapport är författarnas och representerar inte nödvändigtvis åsikterna hos FDA. Författarna har inga konkurrerande intressen och inget att lämna ut.

Acknowledgments

Författarna erkänner Mr Eldin Jasarevic, Mr Scott Williams, Mr Roger W. Meissen, Sarah A. Johnson, Dr R. Michael Roberts, Dr Mark R. Ellersieck, och Dr David C. Geary vid universitetet i Missouri, och Mr C. Delbert lag och djuromsorg personalen vid National Center for toxikologisk forskning / FDA. Detta arbete stöddes av en NIH Challenge Grant till Grant till CSR (RC1 ES018195), en Mizzou Fördel Grant till (CSR och DCG), en University of Missouri College of Veterinary Medicine fakulteten utmärkelse (CSR), och protokoll E7318 vid National Center för toxikologisk forskning / FDA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NOTE: Those items that are for small rodents only are bolded. Those items that are for large rodents only are italicized. Items neither bolded nor italicized are for both.
Barnes Maze platform with 12 or 20 escape holes every 30°. For rats, each hole is 10.5 cm in diameter and 4 cm from the maze top edge. For use with automated tracking programs, a black top for white rodents or a white top for pigmented rodents is needed. For mice and rats, this circular top is 95 and 122 cm in diameter, respectively. US Plastics Corp, Lima, OH 42625 This is the top of the Barnes Maze and the surface that the rodent is placed upon. It can be constructed from a variety of materials (e.g., Plexiglas), but for endocrine disruptor work, polypropylene BPA-free material is optimal. One of the holes leads to the an escape cage; all other holes are blind-ending or false-bottomed. For the rat maze, small slides on the underside of the maze platform allow the escape cage and false bottoms to slide in.
2 in Polypropylene pipe plug (24)
2 in 90° Black polypropylene elbow (12)
2 in x 6 in Polypropylene pipe nipple (1)		 US Plastics Corp, Lima, OH 30724
32086
30712		 These are only necessary for the small rodent (e.g. mouse) Barnes Maze. These adaptations are either blind-ending tubes/elbows or one of the tubes is connected to the pipe nipple that then leads to the escape cage.
False bottoms for rat Barnes Maze These were custom made of ABS plastic and vacuum molded for the rat maze apparatus.
Circular aluminum wall/barrier (50 cm high) around the maze Ace Hardware, Columbia, MO In the case of small rodents (e.g., mice), this barrier prevents them from falling off the maze; the rat apparatus generally does not require this. The wall may not be needed for laboratory mice that are relatively tame.
Support stand for maze platform top US Plastics Corp, Lima, OH 42625 The stand supports the maze platform top such that it is elevated above the floor (typically, 70-100 cm) to motivate the rodent to locate the escape cage. The stand can be constructed of any material.
White noise SleepMate Sound Conditioner,
Marpac, Rocky Point, NC		 980A Background noise may be used to block out peripheral acoustic cues that may confound Barnes Maze testing across trials and animals
Light fixtures and 300-500 W bulbs encased in aluminum shells. For example, Utilitech 500 W halogen portable work lights. Ace Hardware or Lowes Bright lights provide a mildly aversive stimulus which motivate the rodent to locate the escape cage. The lights are generally suspended ~150 cm above the maze top.
Escape cage. For small rodents, this can be a polypropylene cage (27.8 cm x 7.5 cm x 13 cm). Ancare, Bellmore, NY N40 PP The rat escape cage here was custom built and has a ramp leading into the escape cage.
Opaque tube (rats only) (27 cm diameter; 23 cm height) with a piece of thick cardboard to cover the top. The tube is placed in the center of the maze and the rat is placed into the tube from the top which is covered with the cardboard. A handle on the outside of the tube allows easier lifting of the tube, which then begins the trial. The tube can be constructed of any material, but should be opaque.
High resolution video camera (e.g., Panasonic Digital Video Camera) Panasonic, Secaucus, NJ ICV19458 The video camera is positioned overhead and records trials for later analysis.
Extra- or intra-maze geometric cues made of high quality cardboard construction paper any office supply store, such as Staples These visual cues orient the animal within the maze environment, providing cues as to the spatial location of the escape cage; in rats, extra-maze cues on the walls work well, whereas in small rodents that require a wall around the maze, intra-maze cues must be used.
Black curtain to surround the maze (small rodents only) any fabric and crafts store, such as Jo-Ann Fabrics A black curtain is used in small rodents (especially wild species, e.g. Peromyscus) to maintain attention within the maze confines.
70% Ethanol Fisher Scientific BP2818-4 After each trial, the maze top and escape cage are cleaned to eliminate potential odor cues for consecutively tested rodents.
Tracking software program, such as Ethovision, and computer with appropriate video card and substantial (1 TB or more) hard-drive space. Alternatively, videos can be recorded directly to the computer for later analysis using a program such as Win TV (Hauppauge Computer Works, Inc.). Noldus (Leesburg, VA) Tracking software is required to analyze trials for latency to locate the escape cage, velocity, distance traveled, time spent resting, time spent moving, time spent in the correct versus incorrect quadrants, time spent around the escape hole, number of errors or entries into incorrect holes, and overall search strategy employed to find the escape cage.
External hard drives, such as Seagate or WD, with a minimum 1-2 TB of memory Any office supply store, such as Staples. Videorecordings should be backed up in at least one separate location.
Videorecording program, e.g. WinTV program Hauppauge Computer Works, Inc.,
Hauppauge, NY		 If tracking software is not available at the time of the testing,
the trials should be video-recorded for later analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tolman, E., Gleitman, H. Studies in spatial learning: place and response learning under different degrees of motivation. J. Exp. Psychol. 39, 653-659 (1949).
  2. Olton, D. S., Papas, B. C. Spatial memory and hippocampal function. Neuropsychologia. 17, 669-682 (1979).
  3. Stewart, S., Cacucci, F., Lever, C. Which memory task for my mouse? A systematic review of spatial memory performance in the Tg2576 Alzheimer's mouse model. J. Alzheimers Dis. 26, 105-126 (2011).
  4. Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. Assessment of spatial memory in mice. Life Sci. 87, 521-536 (2010).
  5. Brown, W. The effects of intra-maze tetanizing shock upon the learning and behavior of the rat in a multiple-T maze. J. Genet. Psychol. 76, 313-322 (1950).
  6. Morris, R. Development of a water-aze procedure for studying sptial learning in the rat. J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).
  7. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 93, 74-104 (1979).
  8. Jasarevic, E., Williams, S. A., Roberts, R. M., Geary, D. C., Rosenfeld, C. S. Spatial navigation strategies in Peromyscus: a comparative study. Anim. Behav. 84, 1141-1149 (2012).
  9. Jasarevic, E., et al. Disruption of adult expression of sexually selected traits by developmental exposure to bisphenol A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 11715-11720 (2011).
  10. Williams, S. A., et al. Effects of developmental bisphenol A exposure on reproductive-related behaviors in California mice (Peromyscus californicus): A monogamous animal model. PLoS ONE. 8, (2013).
  11. Ferguson, S. A., Law, C. D., Abshire, J. S. Developmental treatment with bisphenol A causes few alterations on measures of postweaning activity and learning. Neurotoxicol. Teratol. 34, 598-606 (2012).
  12. Popovic, N., Madrid, J. A., Rol, M. A., Caballero-Bleda, M., Popovic, M. Barnes maze performance of Octodon degus is gender dependent. Behav. Brain Res. 212, 159-167 (2010).
  13. Jasarevic, E., et al. Sex and dose-dependent effects of developmental exposure to bisphenol A on anxiety and spatial learning in deer mice (Peromyscus maniculatus bairdii) offspring. Horm. Behav. 63, 180-189 (2013).
  14. Brown, S., Strausfeld, N. The effect of age on a visual learning task in the American cockroach. Learn. Mem. 16, 210-223 (2009).
  15. Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata. Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).
  16. Ladage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. Spatial memory: are lizards really deficient. Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).
  17. Languille, S., Aujard, F., Pifferi, F. Effect of dietary fish oil supplementation on the exploratory activity, emotional status and spatial memory of the aged mouse lemur, a non-human primate. Behav. Brain Res. 235, 280-286 (2012).
  18. Patil, S. S., Sunyer, B., Hoger, H., Lubec, G. Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water. Behav. Brain Res. 198, 58-68 (2009).
  19. Koopmans, G., Blokland, A., van Nieuwenhuijzen, P., Prickaerts, J. Assessment of spatial learning abilities of mice in a new circular maze. Physiol. Behav. 79, 683-693 (2003).
  20. Holmes, A., Wrenn, C. C., Harris, A. P., Thayer, K. E., Crawley, J. N. Behavioral profiles of inbred strains on novel olfactory, spatial and emotional tests for reference memory in mice. Genes Brain Behav. 1, 55-69 (2002).
  21. Youn, J., et al. Finding the right motivation: genotype-dependent differences in effective reinforcements for spatial learning. Behav. Brain Res. 226, 397-403 (2012).
  22. Barrett, G. L., Bennie, A., Trieu, J., Ping, S., Tsafoulis, C. The chronology of age-related spatial learning impairment in two rat strains, as tested by the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 533-538 (2009).
  23. Prut, L., et al. Aged APP23 mice show a delay in switching to the use of a strategy in the Barnes maze. Behav. Brain Res. 179, 107-110 (2007).
  24. Kennard, J. A., Woodruff-Pak, D. S. Age sensitivity of behavioral tests and brain substrates of normal aging in mice. Front. Aging Neurosci. 3, 9 (2011).
  25. Stouffer, E. M., Yoder, J. E. Middle-aged (12 month old) male rats show selective latent learning deficit. Neurobiol. Aging. 32, 2311-2324 (2011).
  26. Barreto, G., Huang, T. T., Giffard, R. G. Age-related defects in sensorimotor activity, spatial learning, and memory in C57BL/6 mice. J. Neurosurg. Anesthesiol. 22, 214-219 (2010).
  27. Barnes, C. A., McNaughton, B. L. An age comparison of the rates of acquisition and forgetting of spatial information in relation to long-term enhancement of hippocampal synapses. Behav. Neurosci. 99, 1040-1048 (1985).
  28. Bach, M. E., et al. Age-related defects in spatial memory are correlated with defects in the late phase of hippocampal long-term potentiation in vitro and are attenuated by drugs that enhance the cAMP signaling pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 5280-5285 (1999).
  29. O'Leary, T. P., Brown, R. E. Visuo-spatial learning and memory deficits on the Barnes maze in the 16-month-old APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer's disease. Behav. Brain Res. 201, 120-127 (2009).
  30. Reiserer, R. S., Harrison, F. E., Syverud, D. C., McDonald, M. P. Impaired spatial learning in the APPSwe + PSEN1DeltaE9 bigenic mouse model of Alzheimer's disease. Genes Brain Behav. 6, 54-65 (2007).
  31. Yassine, N., et al. Detecting spatial memory deficits beyond blindness in tg2576 Alzheimer mice. Neurobiol. Aging. 34, 716-730 (2013).
  32. Walker, J. M., et al. Spatial learning and memory impairment and increased locomotion in a transgenic amyloid precursor protein mouse model of Alzheimer's disease. Behav. Brain Res. 222, 169-175 (2011).
  33. Banaceur, S., Banasr, S., Sakly, M., Abdelmelek, H. Whole body exposure to 2.4 GHz WIFI signals: effects on cognitive impairment in adult triple transgenic mouse models of Alzheimer's disease (3xTg-AD). Behav. Brain Res. 240, 197-201 (2013).
  34. Fedorova, I., Hussein, N., Baumann, M. H., Di Martino, C., Salem, N. An n-3 fatty acid deficiency impairs rat spatial learning in the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 196-205 (2009).
  35. King, M. R., Anderson, N. J., Guernsey, L. S., Jolivalt, C. G. Glycogen synthase kinase-3 inhibition prevents learning deficits in diabetic mice. J. Neurosci. Res. 91, 506-514 (2013).
  36. Enhamre, E., et al. The expression of growth hormone receptor gene transcript in the prefrontal cortex is affected in male mice with diabetes-induced learning impairments. Neurosci. Lett. 523, 82-86 (2012).
  37. Agrawal, R., Gomez-Pinilla, F. Metabolic syndrome' in the brain: deficiency in omega-3 fatty acid exacerbates dysfunctions in insulin receptor signalling and cognition. J. Physiol. 590, 2485-2499 (2012).
  38. Li, J., Deng, J., Sheng, W., Zuo, Z. Metformin attenuates Alzheimer's disease-like neuropathology in obese, leptin-resistant mice. Pharmacol. Biochem. Behav. 101, 564-574 (2012).
  39. Teixeira, A. M., et al. Exercise affects memory acquisition, anxiety-like symptoms and activity of membrane-bound enzyme in brain of rats fed with different dietary fats: impairments of trans fat. Neuroscience. 195, 80-88 (2011).
  40. Steinman, M. Q., Crean, K. K., Trainor, B. C. Photoperiod interacts with food restriction in performance in the Barnes maze in female California mice. Eur. J. Neurosci. 33, 361-370 (2011).
  41. Walton, J. C., et al. Photoperiod-mediated impairment of long-term potention and learning and memory in male white-footed mice. Neuroscience. 175, 127-132 (2011).
  42. Wong-Goodrich, S. J., et al. Voluntary running prevents progressive memory decline and increases adult hippocampal neurogenesis and growth factor expression after whole-brain irradiation. Cancer Res. 70, 9329-9338 (2010).
  43. Holscher, C. Stress impairs performance in spatial water maze learning tasks. Behav. Brain Res. 100, 225-235 (1999).
  44. Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behav. Brain Res. 198, 247-251 (2009).
  45. Sunyer, B., Patil, S., Hoger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in mice. Nat. Protoc. , (2007).
  46. Takeuchi, H., et al. P301S mutant human tau transgenic mice manifest early symptoms of human tauopathies with dementia and altered sensorimotor gating. PLoS ONE. 6, (2011).
  47. Mathis, C., Bott, J. B., Candusso, M. P., Simonin, F., Cassel, J. C. Impaired striatum-dependent behavior in GASP-1-knock-out mice. Genes Brain Behav. 10, 299-308 (2011).
  48. Lewejohann, L., et al. Role of a neuronal small non-messenger RNA: behavioural alterations in BC1 RNA-deleted mice. Behav. Brain Res. 154, 273-289 (2004).
  49. Raber, J., et al. Radiation-induced cognitive impairments are associated with changes in indicators of hippocampal neurogenesis. Radiat. Res. 162, 39-47 (2004).
  50. Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learn. Mem. 13, 809-819 (2006).
  51. Vorhees, C. V. Methods for detecting long-term CNS dysfunction after prenatal exposure to neurotoxins. Drug Chem. Toxicol. 20, 387-399 (1997).
  52. Steel, R. G. Principles and Procedures of Statistics: A Biometrical Approach 3rd edn. , McGraw-Hill Higher Education. 400-428 (1996).
  53. Galea, L. A., Kavaliers, M., Ossenkopp, K. P. Sexually dimorphic spatial learning in meadow voles Microtus pennsylvanicus and deer mice Peromyscus maniculatus. J. Exp. Biol. 199, 195-200 (1996).
  54. Gubernick, D. J., Teferi, T. Adaptive significance of male parental care in a monogamous mammal. Proc. Biol. Sci. 267, 147-150 (2000).
  55. Gubernick, D. J., Alberts, J. R. The biparental care system of the California mouse, Peromyscus californicus. J. Comp. Psychol. 101, 169-177 (1987).
  56. Williams, M. T., et al. Long-term effects of neonatal methamphetamine exposure in rats on spatial learning in the Barnes maze and on cliff avoidance, corticosterone release, and neurotoxicity in adulthood. Brain Res. Dev. Brain Res. 147, 163-175 (2003).
  57. Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicol. Teratol. 22, 547-557 (2000).
  58. Pompl, P. N., Mullan, M. J., Bjugstad, K., Arendash, G. W. Adaptation of the circular platform spatial memory task for mice: use in detecting cognitive impairment in the APP(SW) transgenic mouse model for Alzheimer's disease. J. Neurosci. Methods. 87, 87-95 (1999).
  59. O'Leary, T. P., Brown, R. E. The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze. J. Neurosci. Methods. 203, 315-324 (2012).
  60. O'Leary, T. P., Brown, R. E. Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze. Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).
  61. Bredy, T. W., Lee, A. W., Meaney, M. J., Brown, R. E. Effect of neonatal handling and paternal care on offspring cognitive development in the monogamous California mouse (Peromyscus californicus). Horm. Behav. 46, 30-38 (2004).
  62. Foster, D. J., Knierim, J. J. Sequence learning and the role of the hippocampus in rodent navigation. Curr. Opin. Neurobiol. 22, 294-300 (2012).
  63. Lipton, P. A., Eichenbaum, H. Complementary roles of hippocampus and medial entorhinal cortex in episodic memory. Neural. , 258-467 (2008).
  64. Wolbers, T., Hegarty, M. What determines our navigational abilities. Trends Cogn. Sci. 14, 138-146 (2010).

Tags

Beteende spatial navigering råttor Peromyscus möss intra-och extra-labyrint ledtrådar inlärning minne latens sökstrategi fly motivation
Barnes Maze teststrategier med små och stora Gnagare modeller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A.… More

Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models. J. Vis. Exp. (84), e51194, doi:10.3791/51194 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter