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 og store gnavermodeller

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 tørre-land Barnes labyrint er almindeligt anvendt til at måle rumlig navigation evne som reaktion på mildt afskrækningsmiddel stimuli. Over på hinanden følgende dage, performance (f.eks latenstid at lokalisere undslippe bur) af kontrolpersoner forbedres, hvilket indikerer normal indlæring og hukommelse. Forskelle mellem rotter og mus nødvendiggøre apparater og metode ændringer, der er beskrevet her.

Abstract

Rumlig indlæring og hukommelse af gnavere er ofte vurderet via navigations evne i labyrinter, mest populære, som er vand-og tør-land (Barnes) labyrinter. Forbedret ydelse over sessioner eller forsøg menes at afspejle indlæring og hukommelse undslippe bur / platform placering. Betragtes som mindre stressende end vand labyrinter, Barnes labyrint er en forholdsvis enkel udformning af en cirkulær platform top med flere huller fordelt ligeligt omkring omkredsen kant. Alle på nær én af hullerne er falsk bund eller blind-slutter, mens man fører til en flugt bur. Mildt afskrækningsmiddel stimuli (f.eks lyse loftslampe) giver motivation til at lokalisere flugt bur. Kan måles latens at lokalisere flugt bur under sessionen, men yderligere endepunkter kræver typisk videooptagelse. Fra disse videooptagelser, kan brug af automatiseret sporing software generere en række endpoints, der ligner dem, der produceres i vand labyrinter (fx </ Em> distance, hastighed / fart, tid brugt i den rigtige kvadrant, tidsforbrug flytte / hvile, og bekræftelse af latency). Type af søgestrategi (dvs. tilfældig, serienummer eller direkte) kan kategoriseres som godt. Barnes labyrint konstruktion og testmetoder kan variere for små gnavere, såsom mus, og store gnavere, såsom rotter. For eksempel, mens ekstra maze signaler er effektive for rotter kan mindre vilde gnavere kræver intra-maze signaler med en visuel barriere rundt labyrinten. Passende stimuli skal identificeres som motivere gnaver at lokalisere flugt bur. Både Barnes og vand labyrinter kan være tidskrævende som 4-7 testforsøg typisk er forpligtet til at opdage en bedre indlæring og hukommelse ydeevne (f.eks kortere ventetid eller vejlængder at lokalisere flugt platform eller bur) og / eller forskelle mellem eksperimentelle grupper. Alligevel Barnes labyrint er et bredt ansat adfærdsmæssig vurdering måle rumlige navigations evner ogderes potentielle forstyrrelser af genetiske, neurobehavioral manipulationer, eller narkotika / giftstof eksponering.

Introduction

Rumlig indlæring og hukommelse i gnavere blev først vurderet med mad-berøvet rotter, der navigerede en labyrint af gyder til at finde en fødevare forstærker 1. Flere årtier senere blev en rumlig henvisning hukommelse foreslåede system 2. I modsætning til arbejdshukommelse, som henviser til hukommelsen i en test-session eller retssag, henvisning hukommelse refererer til hukommelsen tværs testseancer eller forsøg, og er tættere knyttet til langtidshukommelsen.

Flere typer af labyrinter er udviklet som invasive vurderinger af dette hippocampus-afhængig rumlig indlæring og hukommelse i små og store gnavere (fx vand labyrint, flere T-labyrint, radial arm labyrint og tør-jord labyrinter) 3-6. Her fokuserer vi på den cirkulære platform eller Barnes labyrint, første gang beskrevet i 1979 af Dr. Carol Barnes 7. Denne labyrint er blevet anvendt til at teste rumlig navigations indlæring og hukommelse i en bred vifte af gnaver-modeller, herunder rotter (RaTTU'erne norvegicus), mus (Mus musculus), hjorte mus (Peromyscus maniculatus bairdii), Californien mus (Peromyscus californicus), og hystricomorph gnavere (f.eks degus [Octodon degus]) 8-13. Andre arter vurderet ved hjælp af Barnes labyrint omfatter amerikanske kakerlakker (Periplaneta americana) 14, majs slanger (Elaphe guttata guttata) 15,   squamate krybdyr (fx side-blotched Firben [Uta stansburiana]) 16 og ikke-humane primater (f.eks mus lemur [Microcebus murinus]) 17. I vores laboratorier har Barnes labyrint ydeevne blevet brugt som et indeks for neurotoksicitet efter udviklingsmæssige bisphenol A (BPA) eller ethinylestradiol eksponering 9-1113 (EE2). Det er også almindeligt anvendt til opførsel fænotypebestemmelse af forskellige musestammer 18-21, vurdering af ældning 7,22-28, og Alzheimers sygdom-relateret defUnderskuddene i dyremodeller 3,29-33, samt effekten af motion og diæt, miljømæssige og metaboliske ændringer 34-42.

En primær fordel Barnes labyrint anvendelse er, at det fremkalder mindre stress i de emner, i forhold til vand labyrinter, såsom Morris water maze 43, selv om begge kan fremkalde akutte forhøjelser af plasma corticosteron koncentrationer i mus 44. Som en tør jord labyrint, kan Barnes labyrint være mere ethologically-relevant for jordbaserede gnavere 45. Selv vandlabyrint resultater har vist sig at være mere følsomme over for genetiske ændringer i mus 3,46,47, er mere følsomme over for visse andre ændringer 48,49 Barnes labyrint ydeevne. I gnaver modeller, hvor vand labyrint brug ikke er muligt, kan Barnes labyrint giver et finjusteret vurdering af rumlig hukommelse opbevaring 31. De mildt afskrækningsmiddel stimuli typisk anvendes i Barnes labyrint (dvs. klare lys),kan dog ikke tilstrækkelig motivation for gnaver at lokalisere flugt bur 45. Desuden kan gnavere lære, at ingen straf opstår, hvis de ikke kommer ind i flugt bur. I stedet for aktivt søger efter flugten bur, nogle gnavere aktivt at udforske labyrinten for lange varigheder af hvert forsøg. Som gennemgået af Kennard og Woodruff-Pak 24, vil denne øgede udforskning forlænge latenstiden at lokalisere flugt bur, vejlængde, og øge antallet af fejl. Således måling af flere parametre, herunder latenstid, fejlprocent, tid tilbragt i rigtige og forkerte kvadranter, hastighed, tid på at flytte, tid hvile, og søgestrategi kan tilsammen give en bedre indikator for hvert emne rumlige navigations indlæring og hukommelse evne 8 -10. Derudover kan måles, præstation som latenstiden først lokalisere flugt bur (primær foranstaltning), eller latenstiden at indtaste flugt bur (total foranstaltning). Nogle har argued, at de primære mål for ydeevne er en mere nøjagtig afspejling af rumlig læring end de samlede foranstaltninger 50. De fleste undersøgelser, herunder de her beskrevne eksempler, bruge latenstid at indtaste flugt buret for at bestemme fejlprocent og søgestrategi. Yderligere nogle tracking software systemer har en tre point krop detection system, der kan måle frekvenserne for at snuse de korrekte vs forkerte huller. Endelig skal labyrinten renses grundigt med ethanol mellem forsøg for at fjerne olfaktoriske tidskoder, der kunne give signaler eller bevise distraherende til efterfølgende dyr.

Barnes maze design varierer, men generelt hver har 12 eller 20 potentielle flugt huller, hvoraf kun én fører til hjemmet eller en flugt bur. Escape bur kan være placeret enten direkte under flugten hul på labyrinten top (for labyrinter uden vægge) eller indbygget i den omgivende væg af labyrinten. De signaler kan variere i størrelse fra ca 16,5 højde eller bredde cm (inden for maze) til en vandret linie 21,6 cm i bredden tilføjet fra gulv til loft i rummet væggen uden labyrinten. Figurerne 1-5 viser eksempler på Barnes maze designs for Peromyscus arter (fig. 1) og rotter (figur 2-5). Stik eller falske bund, skal dække nonescape huller for at forhindre dyret i at falde ud af labyrinten. Størrelsen af test rum kan variere (~ 20 m 2), men det skal være stor nok til at give rigelig plads til labyrinten, habituating dyrene til rummet, imødekommende en computer med video set-up (hvis anvendt), og et sted for forsøgslederen til at sidde i en afstand (mindst ~ 122 cm) fra labyrint-apparatet, således at deres tilstedeværelse ikke interfererer med dyrets ydeevne. Tildeling af flugt bur placering bør være afbalanceret mellem behandlingsgrupper og sex. Mens de specifikke procedurer, der beskrives her ikke omfatter dreje labyrinten mellem forsøg for at modvirke brug af de intra-labyrint lugt tidskoder, nogle undersøgelserindarbejde denne procedure 50 år. I vores procedurer, er labyrinten aftørres med ethanol mellem forsøg for at fjerne lugt tidskoder.

I lokalisere flugt bur, har tre typer af søgestrategier blevet defineret (oprindeligt kaldet "mønstre" af Barnes 7): 1) tilfældige operationelt defineret som lokaliserede søgninger huller adskilt af stier krydser labyrint center, 2) serie, der defineres som en systematisk søgning på hinanden følgende huller i en uret eller mod uret, og 3) direkte eller rumlig, defineret som at navigere direkte til den rigtige kvadrant uden at krydse labyrinten center mere end én gang og med tre eller færre fejl. I almindelighed, med gentagne test, gnavere typisk fremskridt gennem søgestrategier i den angivne rækkefølge (tilfældig, seriel og direkte) 51. En probe forsøg uden escape bur kan også anvendes som en yderligere foranstaltning hukommelse 50.

Protokollen og repræsentativresultater her er udviklet til to typer af gnavere (Peromyscus arter-ellers betegnes små gnavere) og rotter. Mens disse generelle procedurer kan også holde for indavlede og / eller outbred mus (Mus musculus), bør andre undersøgelser høres om mulige metode forskelle for sidstnævnte arter 18-21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. Barnes Maze Procedure for smågnavere

  1. Tænd loftslampe over labyrinten og sted "Do Not Enter" skilte på ydersiden af ​​laboratoriet døren.
  2. Bring mus i deres normale bure til prøverummet cirka 30 minutter før begynder den første retssag for at tillade tilvænning. Hvis rummet er stille, kan det ikke være nødvendigt at medtage hvid støj, ellers dette sikkerhedsforanstaltning kan overvejes.
  3. Opsætning af tracking program.
  4. Fjern forsigtigt den første mus fra sit hjem bur og placere i det høje dækket plastboks. Placer sin flugt (rent hjem) bur polypropylen (29 cm x 19 cm x 13 cm) under den udpegede flugt hul.
    1. Sørg for, at papir, der blokerer røret er fjernet fra at flygte hul og alle andre huller er tilsluttet.
    2. Tegn gardin rundt i labyrinten.
  5. Placer plastboks med musen inde i labyrinten centrum og cirka 8 sekunder senere, blidt taKE dyret ud af buret og placere den på labyrinten.
    1. Efter at anbringe dyret i midten af ​​labyrinten, roligt flytte til området computeren (~ 150 cm fra labyrinten).
    2. Udløse en hensigtsmæssig tracking software program, der allerede burde være åben for at sikre minimal tid (inden for nogle få sekunder) er gået fra det tidspunkt, hvor dyret blev placeret på labyrinten, indtil programmet starter dokumentere dens ydeevne.
  6. Overhold dyrets præstation fra computerskærmen og optage hul nummer, forsøg nummer, søgestrategi, og antallet af fejl begået. En fejl er defineret som snuse en forkert hul. Vurdering af søgestrategien kan foretages direkte eller senere baseret på sporing mønster.
    1. Søg strategi er kategoriseret som Direct (går direkte ind i flugt bur med 3 eller færre fejl)
    2. Seriel (rejser langs labyrint perimeter, indtil flugt buret er placeret), eller
    3. Tilfældig </ Strong> (krydser labyrinten center flere gange for at kontrollere forskellige huller).
  7. Stop tracking program, når dyret har alle fire poter inde i flugt bur.
  8. Hvis musen ikke bruge escape bur inden for 5 min, forsigtigt guide til den korrekte placering og ind i flugt bur. Lad musen forblive i flugt buret i 2 min.
  9. Fjern musen fra flugt bur og placere i hjemmet bur.
  10. Spray labyrint top og flygte bur med 70% ethanol og tør. Indstil første bur / mus afsat til 30 minutter, før du kører sin anden retssag.
  11. Inden du begynder den næste mus, skal du sætte den tidligere korrekte flugt hul og fjern papiret prop blokerer hullet fra den udpegede flugt hul for at næste emne.
  12. Hver mus testes for 2 forsøg / dag med en inter-retssagen interval på ca 30 min.
  13. Gentag disse trin, indtil alle mus er blevet testet for syv dage i træk, hvilket kan øge sandsynligheden of observere forbedret ydeevne og / eller forskelle mellem behandlingsgrupper, i forhold til kun fire dages data.

2. Barnes Maze Test for rotter, når en Tracking Program er ikke tilgængelig

  1. Sørg for labyrinten er i sin korrekte placering (direkte centreret under lys), falske bunde, der blokerer nonescape huller og forhindre dyret i at falde ud, er forsvarligt i labyrinten, og flugt bur er i den udpegede placering for det første emne. Loftslampe over labyrinten skal være tændt.
  2. Sørg for computer og kamera er klar, og et stopur er tilgængelig.
  3. Tænd hvid støj til at dæmpe eventuelle lyde fra andre nærliggende steder. Testeren stol er ca 122 cm fra nærmeste kant af labyrinten top og forbliver på samme sted hele test.
  4. En timer (sat til 2 min) skal være tilgængelig (kun nødvendigt på dag 1 af testning). Timeren skal ikke "bip" eller på anden måde gøre støj. Dør (e) til at teste room skal have "Angiv ikke" logge på udenfor.
  5. En test ordre ark til fagene vil liste rækkefølgen af ​​emnet testning, nummer sessionen, hul nummer placeringen af ​​flugt bur for hvert fag og områder til at registrere latency og tidspunkt på dagen for hvert fag samt et område til enhver nødvendige noter (fig. 6).
  6. Fra 30-60 min før den første rotte skal testes, bringe dyrene i deres bure til målerummet for at tillade tilvænning.
  7. Det centrale rør, at rotten er placeret i begyndelsen af ​​et forsøg er angivet i labyrinten centrum. Sæt pap ark, der angiver det første dyr id på toppen. Dette giver videooptagelsen at fange dyret ID for nem identifikation af hvert emne ved at observere de første par sekunder af videoen.

Initial Test Dag 1:

  1. Begynd computer videooptagelse (hvis anvendt) og omfatter ca 5 sek af forsøget med dyr ID ark til subject identifikation. Filnavn (eller dato oprettet) vil identificere dag / testtidspunktet.
  2. Fjern det første dyr fra sit hjem bur (tjek identitet, hvis flere dyr er i bur), og anbring forsigtigt hovedet først ind i flugt bur. Dæk escape bur med en ekstra falsk bund og start 2 min timeren. Dette gør det muligt for dyret at vænne til frigørelse bur.
  3. Efter 2 min timeren slutter, forsigtigt fjerne dyr fra undslippe bur (fjern falsk bund dække så godt og sæt væk fra labyrint), elevator id ark og straks placere rotten inde i midten røret. Dæk toppen af ​​center rør med pap ID ark.
  4. Blidt og langsomt løfte center rør med papomslag og afsat. Start stopuret som centrum røret løftes over dyret. Flyt til at sidde i testeren stol.
  5. Sidde stille i stolen, ser både dyret og stopur. Hvert dyr har et maksimum på 5 min at finde escape bur.
  6. Hvis rotten finder flugt bur på mindre end5 min, stoppe stopuret og optage latenstid og tidspunkt på dagen på test ordre ark. Fjern dyret fra flugt bur og læg tilbage i hjemmet bur.
  7. Hvis rotten ikke finder flugt bur inden for 5 min, forsigtigt guide dyret til flugten buret og give 15 sek til at passere, før du fjerner og returnere dyret til hjemmet bur.
    1. Denne 15 sekunders varighed kan være timet ved hjælp af et ur med en anden hånd på testen værelse væg.
    2. Rekordtid på dagen på test ordre ark og notere, at rotten ikke fandt flugt bur.
  8. Hvis rotten falder / hopper ud af labyrinten, testeren skulle blik på stopur på for tiden. Testeren skal derefter forsøge at hurtigt at hente dyret.
    1. Hvis dette kan ske inden for 10 sek, udskifte dyret på midten af ​​labyrinten og registrere tidspunktet for efterår / hoppe på testarket (hvis testeren kan skelne mellem et fald eller spring, bør dette angives). Fortsæt forsøget.
    2. Hvis hente animal tager længere tid end 10 sekunder, stop stopuret, og satte dyret tilbage i hjemmet bur. Rekordtid på efterår / spring (hvis testeren kan skelne mellem et fald eller hoppe, bemærk dette).
    3. Data fra forsøg, hvor et dyr faldt / hoppede og kunne ikke hentes inden for 10 sek er udeladt fra de statistiske analyser.
  9. Stop videooptagelse på computeren. Registrere eventuelle kommentarer om retssagen.
  10. Fjern eventuelle urin eller afføring fra labyrinten top, spray med 70% ethanol, og grundigt tør. Fjern flugt bur og rengøre med 70% ethanol.
  11. Sæt en ren flugt bur på den udpegede placering for det næste emne. Har mere end én flugt bur tillader hver lufttørre at mindske ethanol lugt. Sæt en ren falsk bund på det foregående hul (således at alle, men et hul har en falsk bund, og at en hul indeholder escape bur).
  12. Indstil center rør med ID ark til det næste emne i labyrinten centrum. Begynd videooptagelse på computeren. Fjern det næste dyr, der skal testes, anbringes i flugt bur (hvis Dag / Session 1), og start 2 min timeren (kun hvis Dag / Session 1). Fortsæt fra trin 2 ovenfor. Hvert emne får 1 forsøg / dag.
  13. Efter alle dyr testes, rengøre labyrint og flygte bur, slukke loftslampe og hvid støj. Fjern "Angiv ikke" tegn (r) fra dør (e).

Dag 2 til 7 Test

  1. Opsæt testrum og labyrint til prøvning, som beskrevet ovenfor.
  2. Set center rør i labyrint center med ID ark på toppen. Begynd videooptagelse. Fjern det første dyr fra hjemmet bur og lægges i midten røret.
  3. Dette trin adskiller Days 2-7 fra dag 1, specifikt om Days 2-7, er emnet placeret direkte i center rør efter fjernelse fra hjemmet bur og 2 min tilvænningsperiode inde i flugt buret er ikke gjort.
  4. Gentag proceduren begyndende fra trin 4 ovenfor.

3. Statistiske analyserfor Barnes Maze endpoints

  1. Dataanalyser kan kræve flere statistiske tests. Kontinuerlige variabler såsom ventetid og fejlrate, kan analyseres som et split plot i tid og rum 52..
  2. Hvis nogle af dyrene ikke lokalisere flugt eller hjemme bur inden for den maksimale tildelte tid, kan latency data tildeles som det maksimale og analyseres ved hjælp af ProcLife test i SAS version 9,2 software analyse.
    1. Denne statistiske metode er nyttig til adfærdsmæssige data, hvor der er en øvre grænse cutoff.
  3. Søgestrategi data kan analyseres ved hjælp af en gentagen foranstaltning design med PROC GLIMMIX og SAS-version 9.2 software analyse.
    1. Denne første analyse anvender en kumulativ logge det link og et multinomialfordeling sådan, at alle søgningen tre strategier (tilfældig, seriel og direkte) er inkluderet i denne analyse.
    2. At afgøre, om dyrene er ved at lære at bruge mere effektive søgestrategi (direkte), et sekund analyse på søgestrategi kan udføres på, hvor de to mindre effektive strategier (tilfældige og seriel) kombineres og sammenlignes med den mere effektive direkte søgestrategi.
    3. Sidstnævnte metode resulterer i en binomialfordeling og beskæftiger PROC GLIMMIX også.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kønsmodne mandlige hjorte mus er afhængig forbedret rumlig navigations evne til at lokalisere potentielle ynglende partnere, som er vidt udbredt i miljøet. Både prænatal og voksen eksponering for testosteron er afgørende i at organisere og aktivere dette senere voksne mandlige adfærd 53.. Som sådan blev det antaget, at tidlig udsættelse for hormonforstyrrende stoffer kan forstyrre denne senere træk hos mænd. For at teste denne hypotese blev mandlige og kvindelige hjorte mus udviklingshæmmede udsættes via moderens kost til flere miljømæssigt relevante doser af BPA i en phytoestrogen fri kost, en positiv østrogen kontrol (ethinylestradiol [EE2]) i en phytoestrogen fri kost, eller bunden styre phytoestrogen-fri raffineret kost, og blev vurderet til Barnes labyrint præstation som voksne. Figur 1 viser Barnes labyrint apparat for denne art. Hannerne udsat for to højere, men ikke den laveste, BPA doser demonstrered tilsvarende underskud i rumlig indlæring, som manifesterer sig ved længere tids ventetid, øget fejlrate, og en manglende evne til at konvertere til det direkte søgestrategi i prøveperioden (figur 7-9). Men kvinder, der udsættes for EE2 og midten BPA dosis, men ikke den anden BPA doser udstillet masculinized mønstre af rumlig indlæring og hukommelse (dvs. nedsat ventetid og øget brug af den direkte søgestrategi) 9,13.

I modsætning til polygame hjorte mus, deres relaterede kusiner, monogame mandlige Californien mus, øge deres reproduktive succes ved par-binding og tilbage i det område med en enkelt kvinde og deling i forældrerollen ansvar 54,55. Derfor har rumlige navigations evne ikke været genstand for stærk evolutionær sektion i Californien mus. Derfor var formodningen om, at tidlig BPA og EE2 eksponering ikke vil målrette denne adfærd i Californien mus. Til støtte for denne hypotesersis, gjorde udviklingsmæssige udsættelse for BPA eller EE2 ikke ændre rumlige navigationsinstrumenter adfærd (latency, fejlprocent, eller konvertering til den direkte søgestrategi) i hanner eller hunner, som påviste sammenlignelige svar på tværs af alle behandlingsgrupper (10 og 11) 10.. I forhold til at styre hjorte mus, kontrol Californien mus ikke formindske antallet af fejl i løbet af de syv på hinanden følgende testdage heller ikke kontrol California hanmus øge deres brug af direkte søgning strategi. Det kan afspejle en art forskel i indlæringsevnen, men er det muligt, at yderligere finjustering til vurdering af visuo-rumlig indlæring og hukommelse test er påkrævet for Californien mus.

Barnes labyrint-apparatet og tilhørende hardware for rotter er vist i figur 2-5. Dette apparat blev brugt til at vurdere geografiske indlæring og hukommelse af mandlige og kvindelige Sprague-Dawley rotter på postnatal dag 47-51 (5 konsecutive dage, 1 studie / dag). På den sidste dag (dvs. dag 5), blev flugt bur flyttet 180 ° fra sin oprindelige placering på dag 1-4. Disse emner er tidligere blevet vurderet for stabilitetsrefleksen og skrå bord adfærd (preweaning), og spille adfærd, åben mark aktivitetsniveau, og motorik. Deres mødre havde indtaget 3 små stykker af vanille wafer hvorpå blev dispenseret 1 ml / kg legemsvægt af vand på svangerskabsuge dage 6-21. De fag, selv blev oralt behandlet med 1 ml / kg legemsvægt vand to gange dagligt på postnatal dag 1-21. Ved fravænning, var de paranbragt med en af ​​samme køn søskende. Imidlertid blev kun 1/sex/litter vurderet for Barnes labyrint ydeevne. Figur 12 viser gennemsnitlig ventetid for at lokalisere flugt bur for hvert køn på hver af de 5 testdage. Væsentlige vigtigste virkninger af køn (p <0,04) og session (p <0,01) indikerede kortere ventetid hos hunner og kortere ventetid på dag 2-5 i forhold til dag 1. Andre HAVe også rapporteret kortere ventetid i hunrotter 56, men lignende sex effekter er ikke altid blevet bemærket i vores laboratorium 11. Således er en konsekvent sex effekt hos rotter er endnu ikke fastlagt andre end latency endpoints er endnu ikke tilgængelige. Men tracking software er i brug i en lignende undersøgelse for at undersøge fejlprocent og søgestrategi i rotter.

Figur 1
Fig. 1. The Barnes labyrint apparat til Peromyscus arter. A) De intra-maze geometriske signaler (f.eks cirkel, kvadrat, trekant og stjerne) er anbragt inde i labyrinten væggen hver 90 °, der er 12 escape huller placeret for hver 30 °, og labyrinten er omgivet af en sort forhæng (ikke vist). B) Labyrinten toper placeret på et stativ polypropylen og forhøjet 100 cm over gulvet. Klik her for at se større billede .

Figur 2
Figur 2.. The Barnes labyrint apparater til rotter. Labyrinten top og støtte stande kan ses med labyrint top diameter og højde fra gulv vist. Numre på gulvet indikerer hulnumre og lade testeren at placere flugt bur i den udpegede placering (numrene gulv kan ikke ses af emnet). En af de ekstra-labyrint visuelle signaler kan ses på den yderste væg (dvs. sorte lodrette striber). Klik her for at se større billede .

Figur 3
Fig. 3. En nærmere betragtning af Barnes labyrint-apparatet for rotter. De hvide flugt bur glider ind riller på undersiden af labyrinten toppen. Lignende riller er placeret på undersiden af labyrinten toppen for hver perimeter hul. Klik her for at se større billede .

Figur 4
Fig. 4. Det centrale rør med prøven, der identificerer ark på toppen af Barnes labyrint-apparatet for rotter. Den karton løfter væk til place rotte inde i røret, og derefter udskiftes. Håndtaget på center røret gør det nemt at løfte for at begynde retssagen. Klik her for at se større billede .

Figur 5
Figur 5.. Flugten bur for rotter med dimensioner. Små slidbaner på den nedadgående rampe levere trækkraft til rotten, når du indtaster. Klik her for at se større billede .

Figur 6
Figur 6. Klik her for at se largis image.

Figur 7
. Figur 7 Virkninger af udviklingsmæssig eksponering af mandlige og kvindelige hjorte mus til BPA eller EE2 på søgestrategi i Barnes labyrint A) Eksempel diagrammer illustrerer de tre definerede søgestrategier:. Tilfældig (øverst), seriel (midten), og direkte (nederst) . B) Procentdel af BPA, EE2 og kontrol mus beskæftiger tilfældig (gul), seriel (grøn) eller direkte (sort) søgestrategier tværs erhvervelse test. CTL hanner udnyttet direkte søgning strategi mere almindeligt over 7 på hinanden følgende dage testperiode end alle andre grupper, bortset fra lav dosis BPA hanner og EE2 hunner (alle p-værdier <0,05). CTL = kontrol EE2 = ethinylestradiol, BPA = bisphenol A Tilpasset med tilladelse fra.0;. 13 Klik her for at se større billede .

Figur 8
Figur 8. Virkninger af udviklingsmæssig eksponering af mandlige og kvindelige hjorte mus til BPA eller EE2 (samme grupper som i figur 3) på latens at lokalisere flugt bur i Barnes labyrinten. A) Mænd. B) Kvinder. CTL hanner hurtigere placeret korrekt flugt bur, som eksemplificeret ved kortere ventetid, end CTL kvinder (p = 0,0103), EE2-eksponerede hanner (P <0,0008), og øvre og mellemste dosis BPA hanner (P = 0,03, P = 0,02, henholdsvis). CTL hanner viste imidlertid lignende reaktioner så lav dosis BPA hanner og EE2 hunner (P'er> 0,05). I modsætning hertil var EE2 hunner decreased latensperioder hele prøveperioden end EE2 udsatte mænd (P = 0.0013). Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM. Tilpasset med tilladelse fra Jasarevic et al. 13. Klik her for at se større billede .

Figur 9
Figur 9.. Developmental eksponering af mandlige og kvindelige hjorte mus til BPA og EE2 (samme grupper som i figur 3) på flugt fejl. A) Mænd. B) Kvinder. CTL hanner viste omtrent halvdelen af ​​antallet af fejl eller poster i forkerte huller i forhold til CTL kvinder (p = 0,0002), og EE2 mænd (p = 0,02). Desuden CTL hanner begået færre fejl end øvre dosis BPA mænd (P =0,02), men ikke adskiller sig i fejlprocenten (P> 0,05) fra enten midten eller lav dosis BPA hanner. På den anden side, EE2 kvinder viste en masculinized respons, såsom at denne gruppe havde den samme fejlraten CTL hanner og færre fejl (P = 0,002) end EE2 hanner. Midt dosis BPA-eksponerede hunner viste også færre fejl end lav dosis BPA og CTL kvinder (P = 0,0005 og 0.01, henholdsvis). Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM. Tilpasset med tilladelse fra Jasarevic et al. 13. Klik her for at se større billede .

Figur 10
Figur 10. Søgestrategier mandlige og kvindelige Californien mus Barnes labyrint testning. Søgestrategier are farvekodet: random (gul), seriel (grøn) og direkte (sort). Løbet af de 7 dages testperiode, var der ingen signifikante effekter af giftstof eller sex på søgestrategi brug for disse dyr. Tilpasset med tilladelse fra Williams et al. 10. Klik her for at se større billede .

Figur 11
Figur 11. Latency at lokalisere flugt bur og flygte fejl i Barnes labyrint test for mænd (A & C) og kvindelige (B & D) California mus (samme grupper som i figur 6). A og B) Latency. C og D) undslippe fejl . Løbet af de 7 dages testperiode, var der ingen væsent sentlige virkninger af giftstof eller sex på søgestrategi brug for disse dyr. Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM. Tilpasset med tilladelse fra Williams et al. 10. Klik her for at se større billede .

Figur 12
Figur 12. Latency at lokalisere flugt bur for mandlige og kvindelige Sprague-Dawley rotter vurderet på postnatal dag 47-51 (1 studie / dag). På den sidste dag (dag 5), blev flugt bur flyttet 180 ° fra den oprindelige placering. Kvinder udviste betydeligt kortere latenstider end mænd og latenstider på dag 2-5 var væsentligt kortere end latenstid på dag 1. Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "target =" _blank "> Klik her for at se større billede.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trin i Barnes maze testprocedurer omfatter: 1) at stille de rette mildt aversiv incitament til at motivere dyret til at lokalisere flugt bur, 2) at sikre ensartede betingelser opretholdes på tværs af dyreforsøg (fx test tid, afprøvning personale, ekstern støj kontrol, og andre stimuli, der kan påvirke ydeevnen), 3), hvis forsøg er videooptaget, optimere og sikre videooptagelse og fil op igen, og 4) rengøring af labyrint med 70% ethanol for at fjerne olfaktoriske tidskoder mellem forsøg.

Identificere de bedste stimuli til at motivere emnet at lokalisere flugt bur kan kræve nogle ændringer og / eller fejlfinding. Den typiske stimulus er lyse belysning overhead. Dette kan dog ikke være tilstrækkeligt for nogle arter. Selv om kun bemærket anekdotisk af os, rotter, der er blevet grundigt adfærdsmæssigt vurderet (og derfor i vid udstrækning håndteres) synes mindre motiverede under standard BArnes labyrint betingelser, der vil, fordi de bliver mere føjelige og vant til forskellige apparater og / eller miljøer. Auditive stimuli (fx rovdyr lyde) kan overvejes, men dette begrænser muligheden for at vænne samtidig andre dyr i test værelse. Andre stimuli, der er blevet anvendt med succes omfatter overhead-fans til at lede luft ved labyrinten top 57,58 eller modificere Barnes labyrint at være appetitive, i stedet for aversiv 56.

Ekstra maze visuelle signaler er normen for Barnes labyrint test med rotter. I typiske laboratorium mus arter, er det blevet foreslået, at ekstra-maze signaler kan give bedre resultater end intra-maze tidskoder 59,60. Dog kan hjorte mus kunne bruge intra-labyrint stikord til at finde den flugt bur og må held konvertere i testperioden til at bruge den direkte søgestrategi 8,9. Desuden en ydervæg forhindrer dyrene i at falde eller hoppe fra labyrinten. Som Californien mus er lettere at håndtere og omkring 2-3x større end hjorte mus, har andre succes testet denne art i Barnes labyrint uden brug af en væg 40,61. Men labyrinten i dette tilfælde var mindre (65 cm i diameter) med 16 huller, som blev placeret mere indad (1,3 cm).

Metodisk er der mindre detaljer, der kunne påvirke Barnes labyrint procedure og intrepretation af resultaterne. Labyrinten toppen for gnavere er relativt stor, og testen rummet skal være stort nok til, at testeren til at bevæge sig frit rundt i labyrinten. Placering af labyrinten i et hjørne anbefales ikke, da testeren skal være i stand til at bevæge sig rundt langs kanten for at hente rotter og placere flugt bur i den relevante placering. Angst niveauer af gnaver, som det fremgår af forøget plasma corticosteron koncentration 44, er forhøjede under afprøvning og uvedkommende stimuli kan forværre. Gnavere typisk fryse ved pludselige auditive stimuliog det er således vigtigt, at testmiljø ikke er placeret i støjende område. Da dette kan være en langvarig vurdering på en given dag og på tværs af dage, kan det være en udfordring for testeren at være opmærksom på retssagen, men direkte opmærksomhed på emnet adfærd er afgørende. Af denne grund og for at undgå døgnrytmen påvirkning af præstation, er det optimalt at teste et begrænset antal dyr for en udvalgt vindue af tid (fx i morgen eller eftermiddag) på en given dag. Endelig kan lugt af ethanol være generende for emnet, selv om dette ikke udtrykkeligt er blevet testet. Adskillige flugt bure og yderligere falske bunde er foreslået, således at burene har tid til at lufttørre efter at være blevet sprøjtet med ethanol.

De primære fordele ved Barnes labyrinten er dens brugervenlighed i forhold til andre labyrint typer, og de yderligere endepunkter, der kan opnås, som kan give en mere omfattende vurdering af eksperimentelt induceret impairmforældre. Derudover kan det tørre land labyrint bedre rekapitulere det naturlige miljø for landlevende gnavere. Den multiday testperiode kunne give mere solid dokumentation af ændret ydeevne, som det fremgår af latenstid, fejlrate, og konvertering i løbet af test fra en ineffektiv søgestrategi (tilfældig eller seriel) til en direkte søgning strategi.

Resultater fra Barnes labyrint kan verificeres med andre tests af rumlig navigation. Desuden er det vigtigt at fastslå, at potentielle Barnes labyrint ydeevne underskud er ikke et resultat af ændringer i angst, aktivitet, eller motoriske evner. Således kan resultaterne af angst og / eller bevægeapparatet vurderinger, såsom forhøjet plus labyrint eller åben mark adfærd, afgøre, om Barnes labyrint nedskrivninger afspejler de sande ændringer i rumlig navigation. Dog kan fælles murine test af angst ikke altid være tegn på Barnes labyrint ydeevne 44. Hvis det er sandt rumlige navigation ændringer er til stede, molecular kunne histopatologiske, elektrofysiologiske, eller synaptogenic ændringer være synlige i hippocampus, cortex entorhinalis eller andre kortikale områder, da disse områder af hjernen ser ud til at styre denne indlæring og hukommelse svar 62-64.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Dette dokument er blevet revideret i overensstemmelse med USA Food and Drug Administration (FDA) politik og godkendt til offentliggørelse. Godkendelse betyder ikke, at indholdet nødvendigvis afspejler stilling eller udtalelser af FDA heller ikke omtale af firmanavne eller kommercielle produkter udgør godkendelse eller anbefaling til brug. Resultaterne og konklusionerne i denne rapport, er forfatternes og repræsenterer ikke nødvendigvis synspunkter FDA. Forfatterne har ingen konkurrerende interesser og intet at afsløre.

Acknowledgments

Forfatterne erkender Mr. Eldin Jasarevic, hr. Scott Williams, Mr. Roger W. Meissen, Sarah A. Johnson, Dr. R. Michael Roberts, Dr. Mark R. Ellersieck, og Dr. David C. Geary på University of Missouri, og Mr. C. Delbert Law og dyret plejepersonalet på National Center for Toksikologiske Research / FDA. Dette arbejde blev støttet af en NIH Challenge Grant til Grant til CSR (RC1 ES018195), en Mizzou Advantage Tilskud til (CSR og DCG), en University of Missouri College of Veterinary Medicine fakultet Award (CSR), og protokol E7318 ved National Center for toksikologiske Research / 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

Adfærd rumlig navigation rotter Peromyscus mus intra-og ekstra-labyrint signaler indlæring hukommelse latenstid søgestrategi flygte motivation
Barnes Maze teststrategier med små og store gnavermodeller
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