Abstract
Kemirgenlerde Mekansal biliş araştırma tipik özellikler, bir labirent diğerine değişir labirent görevleri kullanımını kullanır. Bu görevler davranışsal esneklik ve gerekli bellek süresi, hedefleri ve yolların sayısı, hem de toplam görev karmaşıklığı göre değişir. Bu görevlerin çoğu bir karıştırıcı bir özellik golü, örneğin, allocentric (-bildirime gibi) ya da benmerkezci (usul) dayalı stratejiler ulaşmak için kemirgenler tarafından istihdam stratejisi üzerinde kontrol eksikliğidir. Çift H labirent eğitim döneminde öğrenilen stratejinin türünü doğrudan deneyci izin vererek, bu sorunu gideren yeni bir su kaçış bellek iştir. çift-H labirent üç kol, bu kol birinin ucunda daldırılmış bir kaçış platformuna ile birlikte, her iki tarafta çıkıntı yapan merkezi bir geçitte oluşan saydam bir cihazdır.
Sıçanlar st alternatif tarafından allocentric strateji kullanılarak eğitilmiş olabiliröngörülemeyen bir şekilde labirent sanat pozisyonu (protokolü 1 bkz §4.7), böylece mevcut allothetic ipuçları dayalı platformun yerini öğrenmek için onları gerektiren. Alternatif olarak, bir benmerkezci öğrenme stratejisi, onlar hedefe ulaşmak için gerekli olan usul desen öğrenene kadar (protokol 2 §4.8), her yargılama sırasında aynı pozisyonda fareleri serbest tarafından istihdam edilebilir. Bu görev istikrarlı bellek izlerinin oluşumuna izin verecek şekilde kanıtlanmıştır.
Bellek yanıltıcı sonda davasında eğitim dönemi, aşağıdaki tanınacak hangi sıçanlar dönüşümlü başlangıç pozisyonu. Bir benmerkezci bir öğrenme paradigması ardından sıçanlar tipik bir allocentric tabanlı strateji başvurmak, ancak ekstra labirent ipuçları onların ilk görünümü orijinal pozisyonuna önemli ölçüde farklı sadece. Bu görev, ideal allocentric / egocentric bellek performansına uyuşturucu / sıçramaların etkilerini, hem de inci arasındaki etkileşimi araştırmak için uygundurİki bellek sistemlerini ese.
Introduction
Hayvanlarda öğrenme esas sırasıyla yer-ve usul bellek ile ilgili merkezi rol oynayan hippocampal- ve striatal-tabanlı bellek sistemleri 1,2, aracılık eder. bu iki sistem arasındaki ilişki karmaşıktır ve bunlar kooperatif veya rekabetçi şekillerde 1,3 birbirleri ile etkileşime bilinmektedir. Buna ek olarak, çalışmalar hayvan davranış bu bellek sistemlerin her ikisi de etkisi olmaması veya diğer sistem 4-7 hasar sonrası arttığı göstermiştir. Bu sistemlerin her ikisi de talamus ile prefrontal kortekse bağlanır.
Sayısız nörolojik bozukluklar ve nörodejeneratif hastalıklar usul ve bildirime bellek sistemleri arasındaki etkileşimi güveniyor insanlarda, mekansal algılamayı etkileyebilir. Örnekler aynı zamanda, Parkinson hastalığı (PD), Huntıngton hastalığı (HD), 8-10, Alzheimer hastalığı (AD), 11-14 arasında,amiyotrofik lateral skleroz (ALS), 15. Bu hastalıklar ile ilgili olarak hayvan modelleri, bazı reseptörler 16 bloke çeşitli ilaç tedavileri, hem de yoluyla hedeflenen lezyonlar ile indüklenebilir. Bu tür hayvanlar uzamsal bellek görevleri ile kullanıldığında, değerli bir içgörü bu bozuklukların yanı sıra, çeşitli tedavi seçenekleri ile ilgili temel mekanizmaları elde edilebilir.
Topluca belirli öğrenme ve hafıza yönlerini, yanı sıra çeşitli rahatsızlıkların 17,18 potansiyel tedavilerin etkilerini değerlendirmek için tasarlanmış kemirgenlerde uzamsal bellek görevleri birçok farklı türleri vardır. Bu görevler hedefleri ve yollar, görevi, hafıza süresi veya gecikme yanı sıra görev çözümünde kullanılan stratejinin seçimi çözümünde davranışsal esneklik derecesi sayısına göre ayırt edilebilir. İyi bir performans yönlendirmek için kullanılan harici ipuçları veya noktalara dayalı olarak elde edilebilirhedefe yönelik hayvan (bir allocentric veya yer stratejisi). Bir sıçan gol tek bir doğru dönüş izledi biri sola dönüş olduğunu bilir Alternatif olarak, bir kemirgen, örneğin hareket yönünde açısından (bir benmerkezci veya prosedürel strateji) ile bedensel yönü ve ipuçları dayalı bir strateji geliştirebilir daha sonra bir allocentric veya yerleştirme stratejisi için çok az ihtiyaç vardır. Labirent görevler genellikle bunları çözmede kemirgen sunulan esneklik derecesine göre değişir. Örneğin, Morris Su Labirent, ikincisi (örn, 19) veya Barnes labirentin kuru sürümünde (örneğin, 20), sıçan hedefe ulaşmak için alabilir sonsuz yolları potansiyel vardır. Morris Su Maze, örneğin, hedefin yeri, dış simge veya ipuçları (allocentric strateji) dayalı öğrenilen veya platformu (benmerkezci stratejisi) 21 bulunana kadar sadece merkeze doğru çevrelerinde yüzerek olabilir. Bazı görevler birden hedefleri varve esneklik yüksek derecede, böyle bir koni alan görev 22 veya Olton adlı radyal olarak 23 labirent. Ölçeğin diğer ucunda, örneğin hedefe, Taş labirent veya T-labirentin alternatif versiyonunu ulaşmada sınırlı esneklik sunuyor görevler vardır. Bu görevler hedefe ulaşma tek doğru şekilde sağlamak ve esas striatal dayalı prosedürel bellek sistemi tarafından yönetilir bilişsel rutinleri ortaya çıkmasını kolaylaştırır.
Çift H labirent deneyi görevi 24 çözümünde kemirgenler tarafından öğrenilen strateji türünü doğrudan izin verecek şekilde tasarlanmıştır yeni bir mekansal hafıza testi cihazıdır. Bir dik merkezi alleyway kesişen üç paralel çalışma kolları oluşan çift-H labirent kemirgenler labirent konumlardan birinde batırılır bir kaçış platformu ulaşmak için öğrendikleri bir su kaçış iştir. Eğitim sırasında, bir usul strateji t koruyarak tarafından geliştirilmiş olabiliraynı başlangıç ve genelinde hedef yerleri. Alternatif olarak, bir allocentric strateji böylece bir su labirentinde yapmak zorunda çevresel ipuçları dayalı gizli platformun yerini öğrenmek için fare gerektiren bir rastgele sırayla başlangıç konumu değişen tarafından geliştirilmiş olabilir. Bu deneyci, aksi takdirde kemirgen kullanmak strateji türü üzerinde çok az kontrole sahip olduğu birçok farklı labirent görevler bulunan bir engel, üstesinden gelir. Böylece bilişsel rutinleri ya da prosedürlerin ortaya çıkması davranışsal gözlem yorumlanmasına neden olabilecek bazı biliş arttırıcı ilaç adaylarının etkileri hipokampal tabanlı bir yerde bellek sistemine güvenmek olduğunu göz önüne alındığında bu önemli olduğunda allocentric gelen örnek şalteri hayvanlar, Eğitim sırasında usul bellek. Benzer şekilde, allocentric yer tabanlı bellek etkisi olmaksızın, ilaç ve usul bellek üzerinde tedavilerin etkisini değerlendirmek için arzu edilebilir. Son olarak, bu cihaz,bu bellek sistemleri arasında işbirliği veya rekabetçi etkileşimleri ve kemirgenler bir sistemden geçiş hangi koşullar altında çalışmak için de kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Genel Hususlar
Bu protokol Üniversitesi Hastanesi Freiburg Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (Strasbourg aynı) tarafından onaylanmıştır. Görme keskinliği mekansal öğrenme testlerinde performansı için gereklidir. Bozulmuş görsel sistemlerle Kemirgenler, böylece uygun değildir. Sıçanlar çevreleyen surların üzerinde bulunan farklı ipuçları görmek için de, aydınlatma için yeterli olmalıdır. O (Beyaz boyalı zemin üzerine, örneğin, siyah boyalı ipuçlarını) (kare, daire, üçgen) şeklinde-temel ama iyi kontrast ipuçlarını kullanmak için yararlıdır. Yüzme oluşabilir, bu test ve boğulma için gerekli olduğundan Aynı şekilde, şiddetli motorik açıkları dışlama kriterleri vardır. Son olarak, aşırı endişeli kemirgenler güçlü bir önyargılı arama davranışı, performans üzerindeki etkileri görüntüleyebilirsiniz.
2. aparat Kurma
- Her iki ucunda ve ortasında kesişen bir 160 cm merkez geçitte oluşan bir çift-H labirent ConstructÜç 160 cm paralel çalıştırmak kollarından (Şekil 1). Merkezi alleyway ve dik kolları 20 cm genişliğinde, ve yüksek 35 cm, şeffaf pleksiglas duvarları ile çevrili olduğundan emin olun. Pleksiglas kalınlığı tüm parçaları için 6 mm 'dir.
- Tüm iç açılardan silikon eklemleri kullanarak tutkal ve vida ve su geçirmez labirent kullanarak yerine duvarlar sabitleyin. Bu eklemler kolayca değiştirilebilir onların su geçirmezlik kaybetmek gerekir. Boşaltılması için köşe kolları (ya da labirentin ortasında) birinin ucunda bir boşaltma çıkışını yerleştirin.
- Yeterli bir için etrafında boşluk) labirent etrafında yürüyüş ve iyi kontrast ipuçlarının b) yerleştirilmesi ile, 80 cm yüksekliğinde masaya labirent yerleştirin. Onun, yani pozisyon, kuzeybatı (NW), kuzey (N), kuzeydoğu (NE), güneybatı (GB), güney (S) ve güneydoğu (SE) tarafından labirent her kolu belirleyin.
- Manuel ya da aut kullanarak, hayvan davranışı test sonrası analizi için labirent üzerinde bir tavana monte kamera yerleştirinOmatic (video izleme) yöntemleri (bkz §5).
3. Genel Yorumlar
- Önceki kullanımı 18 cm (200 L), yaklaşık bir yüksekliğe kadar su ile labirent doldurun. Bu ayakları ile labirentin alt dokunmadan fareleri önlemek için yeterince yüksek, ama kaçmasını önlemek için yeterli sığ.
- Ön Eğitimden sonra, 250 g yağsız süt tozu karıştırarak su opak hale. Acımış haline gelen süt su önlemek için günlük olarak su değiştirin. Sıçanlar kaçış platformu aramaya yönelik teşvik sağlamak üzere 23 ° C - 21 arası su sıcaklığını korumak.
NOT: Sıçanlar öncesi eğitim sırasında platformun pozisyonu aşina hale geldikçe, kendi konumunu eğitimi sırasında farklı bir kola taşınır. - Köşe kollar (NE, NW, SE ya da SW) birinin ucunda bir 17 cm yüksekliğinde, 10 cm çapında bir platform sokmak, kullanılmadan önce. Sokulmasına yüksekliği sağlayın su yüzeyinin yüzeyinin altında 1 cm dir. Ulaşmak için fareler eğitin(§4 bakınız) paradigması tipine bağlı olan bir allocentric ya egocentric öğrenme stratejisi kullanılarak hedef platform.
4. Temel Eğitim Protokolleri
NOT: Sıçanlar genellikle onları labirent aşina olmayı sağlar öncesi eğitimin başlangıç gününde, ile sağlanır.
- Ön eğitim merkezi kollarının biri (örn S kolu) ucuna gelen sıçan bırakın ve sonra sıçanlar 4 ardışık 60 saniye ver, köşe kollarının biri (örn, NE) ve ucunda hedefi platformu yerleştirin içinde denemeler, hedef platforma ulaşmak için.
- Kaçış platformu ulaştıktan sonra, onlar dinlenme ve çevrelerini gözlemlemek böylece sıçan, 15 saniye orada beklemek için izin verir. Ne olursa olsun başlama pozisyonu, daima girişini engelleyen şeffaf giyotin kapı, zıt kol engeller.
NOT: Ön eğitimi sırasında, şeffaf su bırakın ve plakasını ayarlamak oight böylece sıçan tarafından görünür hale getirilir, su yüzeyinin üzerinde 1 cm çıkıntı yapacak şekilde. - En azından bir 10 saniye boşluk ile ayrılmış en fazla 4 ardışık denemeler oluşan günlük eğitim oturumu gerçekleştirin (denemelerde arasında birkaç dakika aralıklarla ayrık eğitim, yani, bir alternatiftir).
- Eğitim için, seçilen kol (örneğin, KB) onun öncesi eğitim konumundan platformu taşınmaya ve 1 cm su yüzeyinin altında kendi ucunda onu daldırın. Şimdi süt gücünün eklenmesiyle su opak hale ve aşağıdaki eğitim (bölüm 4) gerçekleştirin.
- 60 saniye içinde hedef platformu ulaşmak başlangıç pozisyonuna dönmelerini ve yavaşça deneyci tarafından platforma onlara rehberlik yoktur sıçanlar için.
- Böyle mesafe yüzerek, gol kol / platforma gecikme, her kolda harcanan zaman, yanı sıra ilk / tekrarlayan hataların sayısı olarak eğitim ve sonda oturumları sırasında çeşitli değişkenler, (bakınız Şekil ölçün2). Gecikmeleri, motor zorluklar etkilenebilir unutmayın. Durum ortaya çıkarsa, mesafe ve hatalar bilişsel performansı ile ilgili daha güvenilir değişkenler olarak görünür.
- Allocentric Strateji Eğitimi:
- 1. Gün - Öncesi Eğitim:
- Bu adım için süt tozu ilave etmeyin. Sabit bir yerde su yüzeyinin üstünde 1 cm çıkıntılı kaçış platformu yerleştirin. 4 ardışık çalışmalarda Tren sıçan platforma ulaşmak için.
- Gün 2 - 5 - Eğitim:
- Opak hale getirmek için suya yağsız süt tozu, 250 g ekleyin. (NW NE dan örneğin) farklı bir kola platformu hareket ettirin ve platform su yüzeyinin altında 1 cm olacak şekilde su ekleyin. Öngörülemeyen iki kol tek bir oturumda deneme başlangıcı olarak iki kez kullanılır öyle ki her oturum için dizilerin, N veya S kol ya Release sıçanlar (örneğin 4 çalışmalarda / gün, SNNS, stok numarası, bakınız Şekil 3).
- Gün 6 - Probe Oturum:
- Sonda duruşma için bir platform çıkarın. (Örneğin, GB) eğitim sırasında kullanılan farklı bir kolundan sıçan bırakın ve onları 60 saniye yüzmek için izin verir. Temsili yüzmek parçaları için Şekil 4'e bakınız. Hedef kolunun (platformunun eski yeri) harcanan zamanın analizi sıçanlar mekansal strateji, strateji başka bir türü, farklı stratejiler sıralı kombinasyonunu (aşağıya bakınız), ya da dağınık arama deseni kullanmak konusunda bir göstergesidir.
- 1. Gün - Öncesi Eğitim:
- Benmerkezci Strateji Eğitimi:
- 1. Gün - Öncesi Eğitim:
- Bu allocentric strateji eğitimi (adım 4.1) ilk adımı olarak aynıdır. Bu adım için süt tozu ilave etmeyin. Sabit bir yerde su yüzeyinin üstünde 1 cm çıkıntılı kaçış platformu yerleştirin. 4 ardışık çalışmalarda Tren sıçan platforma ulaşmak için.
- Gün 2 - 5 - Eğitim:
- 250 gr ekleopak işlemek için suya süt tozu yağsız. Farklı bir kola platformu hareket ettirin ve platform su yüzeyinin altında 1 cm olacak şekilde su ekleyin. Aynı başlangıç kolundan Yayın sıçanlar, her denemede (4 denemeler / gün) için (S veya N Şekil 5).
- Gün 6 - Probe Oturum:
- Sonda duruşma için bir platform çıkarın. Fareler eğitim sırasında yayımlanan yerden farklı bir kol salınır. Sıçanlar 60 saniye yüzmek için izin verin. Şeffaf giyotin kapı ile ters kol engelleyin.
NOT: Belirli bir deneyde, örneğin, Test İlaç Etkileri vb ihtiyaçlarına göre yukarıdaki eğitim stratejileri değiştirin.
- Sonda duruşma için bir platform çıkarın. Fareler eğitim sırasında yayımlanan yerden farklı bir kol salınır. Sıçanlar 60 saniye yüzmek için izin verin. Şeffaf giyotin kapı ile ters kol engelleyin.
- 1. Gün - Öncesi Eğitim:
- Suda her seanstan sonra emici havlu ile sıçan kapalı kurulayın.
5. Analiz
- Gecikmeleri, ilk ve tekrarlayan hatalar, ilk seçimler ve müdahale türü Kılavuzu İle ölçümlerini yapınLly havai kameradan alınan videolardan bu değişkenleri kaydederek.
- Alternatif varsa, piyasada mevcut video izleme yazılımı kullanmak ve otomatik olarak bu değişkenleri kaydetmek için yapılandırılmış.
- İstatistiksel Analiz:
NOT: istatistiksel analiz özel uygulama gerçekleşiyor çalışmaya bağlıdır.- Bir birini gerçekleştirin ilk / tekrarlayan hatalar ile ilgili iki ya da üç yollu ANOVA'lar, gol kol / platformu ve hedef kolunda harcanan zaman gecikme; Test günü ve tedavi grup (lar) dahil faktörleri.
- Gerektiğinde, post-hoc Newman-Keuls çoklu karşılaştırma testleri kullanılarak bu ANOVA'lar izleyin. Performansını karşılaştırmak için, (örneğin, şans düzeyinde vs prob duruşma sırasında hedef kolunda harcanan zaman), t-testi gerçekleştirmek ve bir referans değeri kullanın.
- Gerekirse, parametrik olmayan parametre ek olarak istatistikleri (örneğin, χ², aşağıya bakınız) ya da bunun yerine koşullarını kullanacakric olanları yerine getirilmemesi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ben merkezci Öğrenme Stratejisi
Bir çalışma belirlemek amacıyla yürütülmüştür bir benmerkezci-öğrenme paradigması 25 aşağıdaki dış çevre ipuçları onların bakış açılarını değişiklikler dayalı sıçanlar değişiklikleri, seçilen bellek stratejisi belirler. Sıçanlar (/ gün 4 deneme) NE bulunan bir gol kolunu ulaşmak için 4 gün boyunca eğitildi ve ardından başlangıç kolu oldu ya sola 60 cm hareket ettiği bir yanıltıcı sonda deneme kullanarak beşinci gününde test edildi (yani ) SW S kolundan eğitimli hayvanlar için başlangıç, ya da 180 ° döndürülmüş; NE eğitim sırasında N kolundan çıkan hayvanlar için başlar. Platform (; Şekil 6 26 sıçan kullanarak% 92.3 at) normal pozisyonuna solunda 60 cm kaymıştır zaman sonda duruşma sırasında, sıçanlar usul-bellek yanıtları için bir tercih geliştirmek için gösterilmiştir. Bu N ve S kollarında hem eğitimli (ve daha sonra KD ve GB koldan serbest bırakıldı sıçanlar için belliydiprob-duruşma esnasında s, sırasıyla). Buna karşılık, onlar (yani, S N ve tersi bir değişim) eğitim görmüş olan tersi koldan serbest bırakıldı 25 sıçan (% 32) dışarı sadece 8 ile bir usul yanıtı gösterilmiştir vardı Yer yanıtları daha yüksek bir varlığı. Bir χ 2 analizi bu dağılım farkı (χ 2 = 19.80, p <0.001) çok önemli olduğunu gösterdi. Rotasyon grubunda, eğitim sırasında N koldan serbest bırakıldı 13 sıçan, dışında 5, bir yere ya da, (Şekil 6'da "DİĞER" olarak belirlenmiştir) prosedürel tepki ya dikkate almadılar bir davranış gösterilmiştir vardı ki (χ 2 = 5.77, p <0.05). Özetlemek gerekirse, büyük cha sıçanlarda ise ağırlıklı bir benmerkezci bir strateji kullanılmıştır etmişti (60 cm vardiya yanal) eğitimi sırasında gözlemlenen benzer çevresel bakış açısı ile prob davasında serbest bırakılan fareler,(180 ° dönme yoluyla) çevre perspektifle nges yeri veya "DİĞER" tepkilerin daha yüksek bir oranda gösterilmiştir vardı.
Sırt-Striatum Derin-beyin stimülasyonu - Usul Öğrenme Etkileri
usul-öğrenme paradigması bu yanıltıcı bir sonda deneme hayvanların edinimini ve strateji seçimi nasıl etkilediğini anlamak için bir çaba, dorsal striatum 26 derin beyin stimülasyonu (DBS) uygulanan sıçanlarda, kullanılmıştır. Sıçanlar üç gruba (stimülasyon, sahte-stimülasyon ve kontrol) bölünmüş ve KD kolunda gizli bir kaçış platformu, S kolunda başlangıç konumundan yüzmek için üç gün üst üste (4 denemeler / gün) için eğitilmiştir. Hemen her eğitim oturumu sıçanlar 20 dk dönemleri alternatif 4 saat boyunca DBS uygulandı aşağıdaki. Sıçanlar daha sonra bir platform remo olduğu son antrenman gün sonra 20 saniye sonda denemenizi 24 saat verildived ve başlangıç yeri sola (GB kol) 60 cm kaymıştır. Bu çalışmada elde etme performansı sırasında uyarılması (STIM) ve plasebo-stimülasyon (SHAM) gruplar arasında anlamlı farklılık bildirmişti iken onlar prob yargılama sırasında değişmiş bir davranış sergiledi. Prob deneme sırasında sıçan grupların her Performans Şekil 7'de gösterilen sıçan üç gruba her hedef kolunda harcanan ortalamanın üzerinde bir süre göstermişti rağmen. (P <0.01; 2.9 sn şans düzeyinde), Bir tek yönlü ANOVA (Grup) kullanılarak analiz olarak gruplar arasında anlamlı bir fark (F (2,42) = 1.4) vardı. Şans seviyesi, toplam labirent alana gol kol yüzey alanı bölünmesi ve prob-deneme süresi (20 saniye) ile çarparak bu durumda tespit edilmiştir. Ayrıca, anlamlı bir fark (F (2,24) = 0.5) eski platformu konumunu ulaşmak için gecikme açısından gruplar arasında gözlendi. Genellikle gruplar, her konuşmaHedef kolunda harcanan sn 6 ila 8 ile platform eğitim döneminde bulunan olmuştu kol ulaşmak için 8 ve 11 saniye arasında gerekli sıçanlar (~ prob deneme süresi% 35). Bu şans seviyesinin önemli ölçüde daha iyi idi (2.9 sn, p <0.01). İlk kol seçimi N kol (bir usul bellek tepkisi gösteren), seçme STIM sıçan% 42 ile, ayrıca STIM ve CONT sıçanlarda arasında farklı onların ilk tercihi olarak NW (diğer yanıt) seçerek, ve 14 kalan% 42 % NE kolu (yer yanıtını) seçerek. Buna karşılık, CONT sıçanların% 65 sadece% 7 NW tek seçerek, N koluna doğrudan yüzdü. Bir χ 2 istatistiği (χ 2 = 4.09, p <0.05) kullanılarak değerlendirilen bu gruplar arasındaki farklılıklar, önemli bulunmuştur. Birlikte ele alındığında, sonda yargılama sırasında yapılan gözlemler derin beyin stimülasyonu alınan sıçanlarda süreçlerin bir değişiklik yatan prosedürel bellek gösterir.
ProcedNörolojik Bozukluklar Sıçan modelleri Ural Hafıza Testi
Şizofreni
Sıçanlarda Usul öğrenme ve bellek, çift-H labirent bir benmerkezci öğrenme stratejisi kullanarak, şizofreni alaka hayvan modelleri kullanılarak problandığında edilmiştir. Sıçanlar (4 denemeler / gün) 3 ardışık gün boyunca eğitildi, antrenman öncesi bir gün sonra 87. - Lecourtier ve arkadaşları 27 yenidoğan ventral-hipokampal lezyon (NVHL) doğum günlerinde sıçanlarda prosedürel bellek, 84 nasıl etkilediğini okudu oldukları (şeffaf giyotin kapı tarafından engellenen N kol ile) S koldan serbest bırakıldı ve platform NE kolunun ucunda bulunan. Eğitim dönemi izleyen ardışık gün, yanıltıcı bir prob deneme platformu kaldırıldı hangi gerçekleşti ve sıçanlar (bloke S kolu) formu SW kolunu serbest bırakıldı ve 60 saniye yüzmek için izin verildi.
Sonuçlar 3 günlük tr sırasında elde edilenTahliye platformu (Şekil 8A, üst) ulaşmak için ortalama gecikme ve (Şekil 8A, alt) yapılan hataların ortalama sayısını gösterir. 3 günlük eğitim dönemi boyunca, Platform gecikme üzerinde Training Day önemli bir etkisi vardı (F (2,38) = 46.67, p = 0.0000) ve yapılan hataların sayısı (F (2,38) = 7.06, p sıçan her iki grup tarafından eğitim boyunca azaltılmış bir platform gecikme ve sırasıyla hataların (sayısı), tarafından yansıdı = 0.002). Sıçanların her iki grubun performansları karşılaştırıldığında, 1,19 (yapılan hataların (F sayısında ayrıca platformu gecikme (F (1,19) = 25,81, p = 0.00006) hem Lezyonlarının önemli etkileri olduğu, ve ) = NVHL fareleri kötü performans gösterildi ki bu durumda 14,92, p = 0.001). Eğitim Günü ve LEZYON arasında anlamlı etkileşimler hedef platforma ulaşmak için gecikme ile ilgili gözlenmiştir (F (2,38) = 0.34, p = 0.72) ya da hata sayısı (F (2,38) = 0.18, p = 0.18 ), izah edilebilirsıçanların her iki grup için eğitim süresi boyunca performans iyileşme benzer eğilimin varlığı ile. Eğitimin başlangıcında ve prob-yargılama sırasında kaydedilen tipik yüzmek parçaları Şekil 9'da gösterilmiştir. Vaka karşılaştırmaları hangi prob-yargılama sırasında kullanılan sıçanlar bir χ 2 testi kullanılarak analiz edildi ilk seçenek oranını, Bir usul öğrenme temelli stratejiye karşılık geldi seçimler oranı esas alınarak yaptı. Sham grubundan 8/8 sıçan iken (% 100) prob oturumu sırasında bir usul öğrenme temelli seçim gösterilmiştir vardı, NVHL grubunda (% 7.7) sadece 1/13 sıçan kalan seçimler olmak ile, bu davranışı gösterilmiştir vardı Bir yer-ya usul-strateji (Şekil 8B, alt) biri tarafından yansıtılmamıştır bir kol. Bu farklılıklar (χ 1 2 = 17.23, p = 0.0000) istatistiksel olarak anlamlı bulundu. Genel olarak konuşursak, bu bulgular abi bir açığı vurgulamakSham grubuna göre a NVHL sıçanların lity), görev almak ve b) usul bellek tabanlı bir yanıt kazanır. Bu ikinci buluş NVHL sıçanlarda uzaysal oryantasyon bozukluğu yansıtmaktadır.
Huntington Hastalığı
Usul öğrenme ve hafıza Ayrıca, daha önce 28 tarif edilene benzer bir paradigma kullanarak, Huntington hastalığı (tgHD) içindeki bir transjenik fare modelinde problanmış edilmiştir. 40 tgHD sıçan (25 erkek, 5 homozigot, heterozigot 15, 5 vahşi tip ve 15 kadın; 4 homozigot, heterozigot 5, 5 vahşi tip) 13 ay bir benmerkezci öğrenme stratejisi kullanılarak çift-H labirentinde test edildi . Tek bir prob deneme takiben (Probe 1 gün 5 Şekil 10B); - Hayvanlar günde 4 çalışmalarda (Şekil 10A 4 gün 1) ile 4 gün boyunca eğitildi. Şekil 10C <; Gün 6, hayvanlar daha sonra Gün 7 (Probe 2 ikinci bir sonda deneme izledi eğitim ek 4 denemeler, uygulandı/ Strong>). Bu grupların (; genotip, F (2,43) = 2.9, p = 0.07 Şekil 10D) arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmasına rağmen eğitim süresi boyunca sıçanlara her üç grup satın alma performansında ilerleyici bir iyileşme sergiledi. Buna rağmen, bir bilgi hatırlama açığının belki göstergesidir her eğitim veya sonda oturumunda, ilk yargılama sırasında gerçekleştirmek için homozigot sıçan yanı sıra heterozigot ve vahşi tip fareler için açık bir eğilim (Şekil 10D var , Genotip) F (38646) = 2.6, p <0.001, Denemeler ×.
Birinci ve ikinci sonda-denemeler, hem sırasında platformu konumunu ulaşmak için gecikme (Şekil 10E ve F, genotip, F (2,34) = 1.6 ve 0.1, her iki ns) ile ilgili sıçan grupları arasında anlamlı fark vardı veya zaman hedef kolu (Şekil 10G ve H, Ge geçirdinotype, F (2,34) = 2.7 ve 1.3, her iki ns). Gruplar arasındaki ilk ve tekrarlayan hatalar miktarı değerlendirildi Ancak, homozigot fareler ilk hataları (Şekil 10I bir ölçüde artmış sayıda gösterilmiştir: genotip, F (2,34) = 11.1, p <0.001; post hoc Newman-Keuls testi, homozigot tgHD> vahşi tip, heterozigot tgHD, p <0.05) ve tekrarlayan hatalar (Şekil 10J: genotip, F (2,34) = 12.1, p <0.001; post hoc Newman-Keuls testi, homozigot tgHD> vahşi tip, heterozigot tgHD, p <0.05). Birlikte ele alındığında, bu veriler tgHD sıçanlarda belirgin bir hafıza açığı düşündürür.
Allocentric Öğrenme ve MPFC veya dHip bir ikili Muscimol İnaktivasyon aşağıdaki Bellek Performansı
reuniens ve romboid (ReRh) kortiko-hipokampal etkileşimlerin düzenlenmesi konusunda talamik çekirdeklere rolü bir allocentric-öğrenme para çalışılmıştırdigm çift H labirent ve bu beyin bölgelerindeki 29 bilateral muscimol (MSCI) inaktivasyonu kullanarak. Kaçış platformuna KD kolunun ucunda bulunan, bu çalışmada, bir deney burada tarif edilmektedir, burada sıçan, 4 gün (4 çalışma / gün) üzerinde eğitilmiştir. (; Açıklama için bkz §4.7, S, N, N, S gibi) Bir rastgele sekans S kolu, ya N ya da serbest bırakıldı. İki prob çalışma eğitim ilave 2 gün sonra eğitim ve (2) 24 saat ilk 2 gün sonra, (1) 24 saat verildi. Böylece hayvanlar günlerde 1, 2, 4 ve 5 eğitilmiştir; prob denemeleri 3 ve 6 30 dakika önce, her sonda yargılanma günlerde yer alarak, sıçanlar medial prefrontal korteks (MPFC) veya dorsal hipokampus (dHip) içinde muscimol 1 ul (MSCI) 0.26 veya 0.70 nmol ile infüze edildi. Geri kalan hayvanlar, bir kontrol olarak fosfat tamponlu salin (PBS), eşdeğer bir hacmi ile demlenmiştir.
Eğitim oturumları sırasında (Gün 1-2 ve 4-5), birsıçanların ll gruplar labirent (Şekil 11A-B) genel mesafe swum ilgili karşılaştırılabilir performans göstermişti. Mesafe yapılırsa yapılsın gün boyunca kısaltmak için gösterdiği iken (F (3,159), p <0.0001 = 59.3), beyin bölgesi (F (1,153) = 0.2, ns), inaktivasyonu önemli bir etkisi yoktu (F (3,53) = 0.3, ns), yapı ve inaktivasyonu (F (2,53) = 0.8, ns arasında anlamlı bir etkileşim). Birlikte ele alındığında, bu aralarında anlamlı farklılıklar, 4 eğitim oturumları boyunca farelerin grupların tüm arasında öğrenme benzer bir modelini göstermektedir.
Sonda ve eğitim oturumları için Temsilcisi yüzmek yolları Şekil 11E gösterilmiştir. Sıçan grupları (Şekil 11 C-D) her biri tarafından yer-kolunda harcanan zaman ile ilgili olarak, performansı (önemli ölçüde ikinci bir sonda deneme PBS ile ön muamele edilmiş MPFC ve dHip grupları için şansı seviyesinden olduğu gösterilmiştir p <0.05), ve yukarıdaki şansİlk sonda deneme (p <0.05) sırasında MPFC-PBS grubu için seviye. MSCI MPFC tanıtıldı, yer-kol fareler tarafından harcanan zamanı, ya 0.26 ya da 0.70 nmol konsantrasyonu için, her iki prob deneme şansı farklılık yoktu. (Her iki konsantrasyonları Buna karşılık, dHip-MSCI grubu birinci sonda-duruşma esnasında her iki konsantrasyonları için (şans daha) usul-cevap kolunda önemli ölçüde daha az zaman geçirdiği, ancak onların performansını ikinci sonda duruşma sırasında şans farklı değildi Tekrar). İkinci sonda çalışmasında yer kolu (NE) harcanan zaman 2 x 2 x 2 ANOVA anlamlı bir yapıya (F (1,53) = 11.2, p <0.01), inaktivasyon (F (2,53 = gösterdi 17.4, p <0.001), ve sonda deneme (F (1,53) = 9.0, p <0.01) etkisi. Bu ne gösterir platformu kolunu bulmak için kontrol sıçanlarda yeteneği eğitimi 4 gün sonra belirgin iyileşme olduğunu ( 2 gün) karşıt olarak -. hem MPFC ve dHip inaktivasyonu gruplarında kesintiye uğramıştır bir etkisi GBelediyeler tüzel oluşumlardır konuşan, bu kesintileri özellikle performans açıkları 0.26 ve MSCI 0.70 nmol konsantrasyonları hem de gözlendi göz önüne alındığında, dHip gruplarında daha belirgin idi. Buna karşılık MPFC-inaktivasyon açıkları MSCI yüksek konsantrasyonda daha belirgindi.
Şekil 1. Çift H labirent şematik. Çift H Labirent yaklaşık 1.084 m 2 'lik iç yüzey alanına sahip bir 1.600 x 1.600 mm kare kaplar ve sonunda duvar panelleri, giyotin kapı, çapraz çubuklar ve şeffaf kapakları oluşur her kol, (A). 100 mm çapında, 140 mm yüksekliğinde silindir bir kaçış platformu (B) olarak hizmet gol kollarının birinin sonuna yerleştirilir. labirent boyunca duvar panellerinin kalınlığı 6 mm 'dir. Çift H Maze bir fotoğrafı (D gösterilir;labirent kenarları netlik için vurgulanmış) 24'ten yeniden basıldı. Labirent yapımı hakkında daha fazla bilgi için, labirentin planları istek üzerine temin edilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil hata analizi için bölgelerin 2. Düzen çift H labirentin Kuş bakışı, hata bölgelerini gösteren - 2 farklı başlangıç pozisyonları (- A Güney, Kuzey - B) (EZ1 EZ4).. Hata bölgeleri gri vurgulanır ve kapalı kol (giyotin kapı ile), siyah vurgulanır. Hata bölgeleri sıçan başlangıç ve hedef kolları arasındaki en kısa yoldan yapabilir olası sapmalar dayalı olarak belirlenir. Böylece serbest bırakılması üzerineS kolu (A), bir ilk sağa dönüş bir başlangıç hata teşkil hata bölgesini 1 (EZ1) giren sıçan neden olacaktır. Bu her bölge için, birden fazla kez olduğunda tekrarlanan hatalar sayılır. B yumurtadan çizgi böylece 4 başlangıç hataları (EZ1, EZ3, EZ2 ve EZ4) oluşturan, NW hedefe ulaşmadan önce tüm 4 hata bölgeye sıçan yerleştirir bir örnek yüzmek yolu, vurgulamaktadır. 24'ten yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. Protokol allocentric strateji eğitiminde kullanılan bir allocentric eğitim paradigması üzerinde 3 gerçekleşir -. 4 gün ve sıçanlar günde 4 çalışmalarda kadar verilir. Sıçanlar N (A) ve S (salınır
Şekil allocentric strateji eğitimi yüzmek parça 4. örnekleri. Swim parça örnekleri 1 gün gecikme 4 eğitim günü (4 duruşmalarda / gün) uyguladıktan sonra verilen bir sonda duruşma sırasında yumurtadan çizgiler olarak tasvir edilmektedir. Sıçanlar S koldan serbest bırakıldı ve platform onun NW (TraI çıkarıldıning) pozisyonu. A'da, pist 6.62 sn eski platformu konumunu ulaşmak için bir gecikme karşılık gelir ve bu kolda harcanan zaman 25.16 sn (8.2 sn şans) idi. B'de, pist 26.45 sn kol içinde geçirdiği bir zaman, 14.02 sn gecikme karşılık gelir. 24'ten yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
S kolu şeffaf giyotin kapı ile kapatılmış olan benmerkezciliğin Strateji Eğitimi Kullanılan Şekil 5. Protokol. Eğitim (A) sırasında, sıçanlar, çift-H labirent (beyaz ok) N kolundan serbest bırakıldı. kaçış platformu NW kolunda bulunan ve sıçanlar 4 çalışmalarda 4 ardışık gün boyunca bu kol (bulmak için eğitilmiştir/ Gün). Prob deneme sırasında, çıkış platformu uzaklaştırılmış ve SE veya N kol, sırasıyla, kapalı kapalı olan sıçanlar, NE (B, beyaz ok), ya da S kolunun (Cı, beyaz ok) arasından serbest bırakıldı. yer bellek (NW yüzmek), ya da hiçbiri kullanarak bir yer yanıtı (S start, SE yüzmek NE start, N yüzmek) prob deneme 60 saniye süren ve sıçanlar ya prosedürel bellek kullanarak bir benmerkezci tepki yapar. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Sıçan 4 gruplarının her tarafından yapılan tepkilerin Probe Deneme. Yüzde sırasında Şekil 6. Performans prob deneme için gösterilmiştir. Ne olursa olsun sıçanların ya N veya S kol 60 ile başlangıç kolunun kayması gelen eğitiliyorsola (Trans) cm ağırlıklı usul tepkiler (;% 92,3 RESP) sonuçlandı. Ancak onların başlangıç kolu vardı sıçanlarda iki grup 180 ° (Rot) yer yanıtları yüksek miktarda (YER) görüntülenir döndürülmüş. Bu (Trans gruplar halinde) çevre görünümde ince kaymalar platformu konumunu bulmak için-hafıza yerleştirmek için geçiş daha farelerde yol açtığını göstermektedir. Ne yer vardı Tepkiler ne usul tepkiler DİĞER olarak tayin edildi. 25 yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil çift H labirent bellek performansı üzerinde HFS 7. etkisi. Sıçanlar bir benmerkezci paradigma eğitim 3 gün (4 denemeler / gün) sonrasında 20 saniye sonda oturumu yapıldı. Veriler fo gösterilmektedirr stimülasyon (STIM), sahte-stimülasyon (SHAM) ve sıçanların kontrolü (DEVAM) grupları ile, bir sonraki ardışık gününde gerçekleşti prob oturumu. Orada eğitim platformu yerini (A) ulaşmak için ortalama gecikme ile ilgili sıçan üç grup arasında gözlenen anlamlı farklılık vardı ve hedef kolu (B) geçirdiği ortalama süre içinde. (P <0.05, bir taranmış çizgi ile gösterildiği gibi), B'de, * şansı seviyesi hedef kol harcanan zaman önemli bir farkı temsil eder. İlk 20 saniye boyunca her grup tarafından yapılan hataların ortalama sayısı açısından anlamlı bir farklılık STIM ve CONT (p <0.05) arasında gözlendi. usul, yer ve her bir grup için "DİĞER" yanıtların yüzdesi sırasıyla beyaz, gri ve siyah çubuklar gibi (D) gösterilir. N ve NW cevapları ile ilgili STIM ve CONT sıçanlarda arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı (χ 2 = 4.09 olduBelki sonda oturumu sırasında STIM usul strateji değişmiş kullanımını vurgulamaktadır p <0.05). 26'dan yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
. Şekil 8. usul hafıza açıkları NHVL Kaynaklı 3 eğitim gün her boyunca, yenidoğan ventral hipokampal lezyonlar (NVHL) ile sıçanlar sahte operasyona hayvanlarda (; üst A) daha hedef platformu ulaşan bir zaman anlamlı olarak daha fazla miktarda geçirdi. Ayrıca, NVHL grup önce hedef platformu (; alt A) yerini daha hata yaptı. prob deneme sırasında labirent düzeni SW bulunan başlangıç kolu, B (üstte) gösterilir ve erişilebilir kollarının her dayalı vurgulananSıçanlar labirentin içine serbest bırakılması sırasında bir strateji seçmiş: place tepkisi (YER; NE), prosedürel bellek (PROC; N) ve ne (DIGER; KB ve GD). S kol giyotin kapı ile kapatılmıştır. Prob deneme sırasında NVHL sıçan vardı tüm Sham grubu aksine, ne yerde, ne de prosedürel bellek oluşturdu DİĞER tepkilerin bir hakimiyeti usul yanıtları (; alt B) Gösterilen sergiledi. Genel engelli eğitim performansı ve NVHL sıçanlarda prob oturumu sırasında net bir strateji eksikliği sırasıyla öğrenme eksikliklerini ve mekansal oryantasyon bozukluğu göstermektedir. 27 ila yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Eğitim sırasında Şekil 9. Tipik yüzmek parça ve alıkoyma. Tipik yüzmek parça sham (SHAM) hem de gösterilen ve yenidoğan ventral hipokampal lezyon (NVHL) grupları, ilk test gündüzleri birinci ve dördüncü çalışmalarda (üst ve orta) için, ve sonda yargılama sırasında ( alt). Eğitim aşamasında N kol şeffaf giyotin kapı ile kapatılmış ve sıçanlar S koldan serbest bırakıldı. Sonda oturumu eğitim sırasında kullanılan başlangıç kolu sırasında (S) şeffaf giyotin kapı ile kapatılmış ve sıçanlar GB kolundan serbest bırakıldı. Bir "x" sıçanlar 60 sn deneme süresi geçtikten sonra labirent dışına alındı konumunu gösterir. Sıçan N kol içine ilk kaymış zaman bir usul bellek yanıtı sayıldı. 27 ila yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 10. Eğitim ve Huntington Hastalığı. Eğitim (A) ve sonda (BC) 13 ay çift-H labirentin yapılandırmaları sıçan modellerinde tutma performansı (beyaz okla belirtilir) başlangıç noktaları da dahil olmak üzere, gösterilen ve (gri renkte) kapalı kol. Eğitim aşamasında, sıçanlar KB kolun ucunda bulunan bir platform, N kolundan yüzdü. Prob oturumları sırasında platformu çıkarıldı ve sıçanlar formunu ya NE kolu serbest bırakıldı (Probe 1, B) veya S kolu (Probe 2 C). Katı bir çizgi bir yer bellek tepkisini gösterir, oysa her iki durumda da bir yumurtadan çizgi, bir usul-bellek tabanlı bir yanıt gösterir. Gecikme eğitimi (D) sırasında platforma ulaşmak için, Probe 1 (E) ve Probe 2 (F) oturumları üç gösterilmektedirsıçan grupları. Sıçanlar (G) birinci ve ikinci sırasında hedef kolunun (önceki platformu yeri) harcanan zaman (H) prob oturumları da şans düzeyinde (8.25 sn) temsil taranmış çizgi ile gösterilir. eğitim ve prob oturumları her birinde, ilk (I) 'in ve yineleyici (J) hatalar her bir grup için gösterilmiştir. Tüm veriler ortalama ± SEM olarak gösterilmiştir. 28'den yayımlanmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
. Prob oturumu ile, 5 bir allocentric öğrenme paradigması kullanılarak (4 denemeler / gün) - 2 ve 4 - Şekil 11. Eğitim ve dHip veya MPFC İnaktivasyonu ratlarda tutma performansı sıçan Bütün gruplar 1 gün eğitildiSonda oturumu sıçanlarda sırasında gün 3. ve 6. gerçekleşiyor s şeffaf giyotin kapı (E) tarafından kapatılan NE kol ile, SW koldan serbest bırakıldı. Sıçanlar medial prefrontal korteks (MPFC) ya da her sonda oturumu öncesinde dorsal hipokampus (dHip) ya içine MSCI veya PBS, iki 0.26 veya 0.70 nmol bir ikili infüzyon aldı. Sıçanlar önce kaçış platformu ulaşmadan MPFC (A) ve dHip (B) ortalama mesafe yapılırsa yapılsın gruplar arasında anlamlı bir fark, eğitim gün her biri için gösterilmiştir. Sonda duruşma sırasında, 60 saniye süresince hedef yeri yanıt kolu (NE) harcanan zaman (CD) gösterilmektedir. Tipik bir yüzme yolları prob oturumu (E) boyunca sıçan gruplarının her biri için gösterilmiştir. Chanc; Tüm veriler # şans (p <0.05 ile karşılaştırıldığında önemli bir fark, PBS (p <0.05) ile karşılaştırıldığında önemli bir farklılık gösteren ve * göstermesi ile, ortalama ± SEM olarak gösterilmiştirBir yumurtadan hattı olarak gösterilen e seviyesi). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Çalışma Tasarım ve Analiz Yorumlar
Bunu kavram için, çift-H labirent birlikte, normal 24,25 altındaki farelerde benmerkezci ve / veya allocentric yanıtları incelemek için tasarlanmış ve 26-29 beyin durumları değiştirilmiş sıçanlarda davranışsal deney, bir dizi kullanılmıştır. son çalışmalar striatal derin beyin uyarımı (DBS) 26, nörolojik bozukluklar 27,28 hayvan modellerinde, hem de Muscimol 29 kullanarak çeşitli kortiko-hipokampal beyin bölgelerinin ikili verilen devre dışı bırakma içerir. Sırasıyla §4.7 ve §4.8, özetlenen çalışmaların çoğu, bir allocentric- ya benmerkezci-öğrenme stratejisi ya kullanılmıştır açıklanan; Çekirdek paradigma ince varyasyonları rağmen (örneğin, yanıltıcı bir prob deneme 25 sırasında başlangıç kolunda 180 ° dönme) belirli çalışmaya uygun yerlerde yapılır. Eğitim paradigmanın özel niteliği değişirgerçekleşiyor çalışmada, ilgili (örneğin, 24-29). Sıçan ilk kez, geri ya başlangıç koluna ya da yeni bir labirent segmentine doğru hedef yolundan saptığı zaman bir başlangıç hata sayılır. Bu kereden fazla olur her bir tekrarlayan bir hata sayılır. Doğru hedef yolu başlangıç pozisyonuna ve platform / gol kolu arasındaki en kısa yol olarak tanımlanmaktadır. Örneğin başlangıç konumu S kol ise, ve çıkış platformu KB kol olup, elde edilen 4 hata bölgeleri (EZ1 - EZ4) GB, NE ve SE kollar bulunur, ve doğu kısmı Merkezi geçit (Şekil 2A). Sıçan kez 4 hata bölgelerinin her ziyaret ettiği gibi Şekil 2B'de örnek yüzmek iz, 4 ilk hataları temsil etmektedir. Tüm 4 pençeleri içine olduğunda Sıçanlar sadece bir kol / labirent segmentini girmiş sayılırlar.
İstatistiksel Analiz
Sıkı korelasyon göz önüne alındığındagecikme arasındaki yon ve mesafe swum (başlama pozisyonu ve platform arasında), ikincisi değişken genellikle ihmal edilir. Ancak, açık motorlu sorunlarını görüntüleyen sıçanlarda, mesafe veya hataların sayısı daha güvenilir bir değişken gibi görünüyor. Bir benmerkezci paradigma üzerine eğitim almış sıçanlarda için, sonda duruşma sırasında çift H labirent içinde ilk yüzme tercihi ilk yüzmek yere bağlı olarak, bir, benmerkezci allocentric ya da "DİĞER" yanıtını ya oluşturmaktadır. Bu χ 2 istatistiği ile analiz edilir. Sıçanlar prob denemeler sırasında hedef kolunda harcanan zaman ile ilgili olarak, şans düzeyi labirent (13.76%) geri kalanına göreli bu kolda yüzey alanının oranı dayalı hesaplandı. Böylece 13.76% x 60 sn = 8.25 sn.
Vb örneğin, Test İlaç Etkileri Eğitim Stratejileri Modifikasyonu
Standart allocentric ve benmerkezci öğrenmeye çok sayıda adaptionsprotokoller çift H labirent sıçan test ettik çeşitli çalışmalarda genelinde kullanılmaktadır. eğitim seanslarının sıklığı ve süresi belirli bir protokole göre yapılandırılabilir. Örneğin, Pol-Bodetto ve arkadaşları Test gün (2, 4 veya 6 sayısını, hem de günlük olan bir dizi (3 veya 4) 24 değişir. Ayrıca, çalışmaların çoğu, 60 sn prob deneme kullanır iken (örneğin, 24,25,27-29), Schumacher ve ark 20 sn 26 kullanılır. Hayvanlar, eğitim 24 önce ya da prob oturumu 29 önce, ilaçlar ile tedavi edilebilir. Son olarak, prob oturumu sırasında başlangıç pozisyonuna konumu olabilir hayvanlar ekstra labirent ipuçları benzer (örneğin, Schumacher ve ark., 26) ya da belirgin değişmiş (örneğin, 24,25) ilk görünüm vermek için değiştirilebilir.
Genel Hususlar
Çift H labirent görevi onu kanıtlamıştırkendini hızla kemirgenler tarafından elde edilebilir basit bir hafıza görevi olmak ve bu besin kısıtlaması olarak önceden takviye teknikleri gerektirir. Onun temel ilke sıçanlar gizli kaçış platforma ulaşmak için yüzme ve daha sonra çok Morris Su Maze gibi, konumunu öğrenme içerir. Sıçanlar gibi pre-klinik uygulamalar ve uyuşturucu taraması olarak zaman bilinçli çalışmalarla getirmedi bu görevi önemli bir avantaj vererek, en az 2 gün içinde istikrarlı performans (6 denemeler / gün) için eğitilmiş olabilir. eğitim protokolü bir allocentric veya benmerkezci öğrenme paradigmasını uyacak şekilde özel olabilir ve boyunca gerçekleşmiş prob denemeleri bir sistem geçmek için sıçanların yeteneği dahil olmak üzere, bu davranışları, yöneten iki bellek sistemleri arasında dinamik bir denge içine bir fikir verebilir Diğer. Son olarak, standart protokole sayısız uyarlamalar (örneğin, başlangıç kolunun yanal deplasman, vs dönme) inci güçlendirmek için yapılabiliryanıltıcı bir prob deneme 25 belirli bir stratejinin e kullanımı.
Toplama ve İzleme Süresi
Yapılan çok sayıda araştırmalarda, hatta amnestik ilaçlar, lezyon ve yüksek frekanslı (aşağıya bakınız) varlığında, çift-H labirent kullanılarak, hem allocentric 24,29 ve istikrarlı bir hafıza izleri yol açmıştır 24-28 egocentric eğitim modellerinin. Özellikle, bir allocentric protokolde sıçan başlangıç pozisyonu çalışmalarda (özellikle N veya S boyunca randomize, çünkü görevi çözmek için bir rutin geliştirmek mümkün değildir (§4.7 bakınız), daha görev mekansal talebi artırmak için kullanılabilir ). Görev süresince Performans (uzak görev hedeften sapmalar) ilk ve tekrarlayan hatalar sayma yanı sıra gol kol / platforma ulaşmak için gecikme ölçerek ölçülmüştür. Yanıltıcı prob denemeler sırasında yapılan ek önlemler yer-cevap kolunda harcanan zamanı, hem de ilk c dahilüzerine yapılan Hoice fareler labirent içine serbest bırakılması. Sürekli, şimdiye kadar yer almış çalışmalarda, bu değişkenler yavaş yavaş böylece performans geliştirme yansıtan istikrarlı bir şekilde nispeten kısa bir eğitim dönemi boyunca değiştirmeye görülmüştür. 6 günlük bir allocentric öğrenme protokolü, örneğin sıçanlar çıkış platforma ulaşmak için (~ 2 yaklaşık 0) başlangıç hataları ve (arasında ~ 0,5-0) tekrarlanan hataların sayısını, yanı sıra bunların gecikmesini azaltmak için gözlendi (den ~ 35 sn için ~ 10 sn) 24. Ortalama ilk deneme gecikme karşı (8 sn altında olan hedef kolunu girmek için ortalama gecikme ortaya koyduğu gibi bu özel çalışmada sırasında, sıçanlar öğrenmişti ve kaçış platformunun yerini almak olabilir prob çalışmalarda belliydi 42.8 sn). Ayrıca fareler bile son antrenman günü ve sonda oturumu arasındaki en uzun alım sonrası gecikme (18 gün) kaçış platformunun yerini korumak için gösterilmiştir 24.. Buna ek olarak, performans düşüşü için istatistiksel kanıt kısa gecikmeler (1 ve 5 gün) bulunmuştur.
Usul Bellek Place geçiş
Onlar çapraz labirent içinde tekrarlayan bir görev edinmişti kez sıçanlar, usul yanıta bir yerden geçmek için önce, Packard ve McGaugh 7 eğilimi göstermişti. Bu deneyde fareler, sürekli bir sabit noktada bir gıda ödül ulaşmak için, aynı başlangıç noktasından serbest bırakıldı. Salini-muamele sıçanlar eğitim 16 gün sonra eğitim ve prosedürel bellek 8 gün sonra yer bellek için muhasebe bir yanıt stratejisi ortaya koyduğunu; yanıltıcı prob çalışmalarda sayede başlangıç kolu farklı bir konuma taşındı. Bu olgu daha sonra (bir egocentric st kullanılarak sıçan sürekli olarak aynı başlangıç kolundan serbest edildiği 24,25, labirent çift H genişletilmiş usul öğrenme, aşağıdaki gösterilmiştirrategy; ) §4.8 bkz. Çift H labirent kullanılan ilk çalışmalardan birinde, o sıçanlarda esas usul tepkiler yol açtı, yanıltıcı bir prob deneme çevre perspektifte ince değişiklikler (60 cm başlangıç konumunda vites yanal) olduğu tespit edildi Başlangıç konumu 180 ° vardiya geçirmiş ve daha sonra yer yanıtları 24 daha yüksek oranda gösterilmiştir vardı sıçanlara karşı. Bu etki çevre perspektif eğitim oturumları sırasında görülene kadar benzer olduğu bir usul tabanlı strateji kullanan sıçanlarda bağlandı. Bu da dikkate başlangıç konumunu aldı daha sonra çalışmada araştırılmıştır N veya S kol ya eğitilmiş sıçan grupları ya lateral ya da dönme vardiya deneyimli olan, ikincisi (sıçan N ve S kol başlangıç pozisyonu ayrılmıştır) hangi belirgin labirent 25 başlangıç çevre perspektifi değişmiş. Onlar sadece benzer sonuçlar r bulunduİlk çevre açısından dayalı stratejinin seçimi egarding, ama aynı zamanda bu seçim sıçanlar, başlangıçta labirent eğitilmiş edildiği pozisyon nispeten değişmez oldu. Birlikte ele alındığında, bu gözlemler (yanıltıcı prob çalışmalar sırasında) çift-H labirent başlangıç pozisyonu ayarlamaları nasıl belirgin şekilde farklı sıçan ilk bakış açısı, çevre ipuçları üzerinde bağlı bir usul ya da bir yerde tepkisini ya kolaylaştırabilir göstermektedir. Büyük farklar için, onlar eğitim almış olan zıt kol başlamak sıçanlarda görüldüğü gibi, onlar bellek yerleştirmek için esas çare. Bu durum çağrıları ve ayrıca sıçanlar yer belleği kullanarak görev aldıktan sonra bir usul cevabı öğrenmek öneririz önceki bulgularını güçlendiriyor zaman fareler, talep üzerine önceden öğrenilen yer bellek geçmek için bir yeteneğini gösterir, çünkü bu ilginç 7. Bu daha sonraki çalışmalarda yararlı olabilir ki experimenter sıçan, belirli bir tedavi sonrası hafızasını yerleştirmek için usul geçebilirsiniz olmadığını bilmek isteyebilirsiniz.
Hafıza Değer Düşüklüğü Hayvan Modelleri Performans Açıkları
Onun anlayışı bu yana, çift-H labirent, selektif hipokampal lezyonlar 27 ile, kemirgenlerde hafıza bozukluğu etkileri değerlendirildi kortiko-hipokampal beyin bölgelerinin 29 inaktivasyonu bazı çalışmalarda, striatal derin beyin stimülasyonu (DBS) 26 kullanılmıştır, gibi çeşitli sistemik olarak uygulanan ilaçların 24 kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu örneklerin hepsi eğitim sonrası sonda çalışmalarda performans farklılıklarını gösterilmiştir vardı iken, tedavi ve kontrol sıçanların performans eğitimlerin sonuna doğru normalize oldu. Bu hızlı bir şekilde kolinerjik veya glutamaterjik sinir iletiminin 24 etki eden ilaçların mevcudiyetinde bile elde edilebilir bu görevin basitlik özetler, i içinnstance. Performans çeşitli değişiklikler prob oturumlarında dikkat edilmişti. Dorsal striatum DBS yanıltıcı sonda deneme aşağıdaki bir benmerkezci öğrenme paradigması 26 üstlendi (kontrol sıçanlarda vs) sıçanlarda yeri / usul / diğer yanıtların önemli ölçüde değişmiş dağılımı ortaya çıkarmıştı. Bu DBS almıştı sıçanlarda, prosedürel bellek altında yatan nöral süreçlerin bir değişiklik kaynaklandığı öne sürülmüştü. (0.70 ve 0.26 nmol at) kortiko-hipokampal beyin bölgelerinin İkili muscimol inaktivasyon sıçanlar yanıltıcı bir prob deneme 29 üzerinde test edildiğinde strateji değişen önemli açıkları uyardığı tespit edildi. Bu çalışmada, bu açıkların da sonradan hem kortikal ve hipokampal bilgi alışverişini gerektiren görevlerde değişen strateji olası rolünü vurgulanan reuniens ve romboid (ReRh) talamik çekirdeklere, bilateral inaktivasyonu yoluyla mevcut olduğunu fark edildi. hafıza noksanlıkları içinde27,28 labirent Nörolojik hastalıkların hayvan modelleri de çift-H değerlendirilmiştir. Fareler 29 kontrol ile karşılaştırıldığında neonatal ventral hipokampal lezyonlar (NVHL) ile Sıçanlar, hedef platformu (p = 0.00006) yanı sıra yapılan hataların (p = 0.001) bir artış sayıda ulaşmak için önemli ölçüde daha uzun gecikme gösterilmiştir vardı. Ayrıca, NVHL sıçanlar bir mekansal dağınıklığı vurgulanan ne yerde ne de prosedürel bellek için sorumluydu olan prob yargılama sırasında öncelikle yanıtları (tüm vardı kontrol sıçanlarda aksine usul yanıtları görüntülenir) görüntülenen etmişti. Son olarak, Huntington hastalığı transgenik fare modelleri prosedürel öğrenme paradigması 28 aşağıdaki sonda denemeler sırasında açık bellek açıkları, göstermişti. Ince bir c olanak beri birlikte ele alındığında, bu kanıt, hayvanlarda nörolojik bozuklukları (ve potansiyel tedavi seçenekleri) değerlendirmek çalışmalarında kullanılmak üzere çift-H labirent için ilginç bir rol vurgulamaktadırGörev tamamlanması için gerekli olan öğrenme ve strateji türü üzerinde ontrol.
Yararları ve Sakıncaları
Bir önceki tartışma Özetlemek gerekirse, çift-H labirent istikrarlı bellek izleri yol açabilir basit ve hızlı bir şekilde edinilmiş bir görevdir. Ayrıca, yani allocentric veya benmerkezci öğrenme, ilgilenmektedir öğrenme türünü doğrudan deneyci etkinleştirebilirsiniz. Daha önce tarif edildiği gibi, bu iki bellek sistemleri arasında dinamik etkileşimler, bu koşullar (örneğin, lezyonlar, uyuşturucu, DBS) çeşitli altında bir prob çalışmada gözlenen ve değerlendirilebilir. Herhangi bir su labirent gibi, su içine konulduğunda çift-H labirent bir su labirenti olduğu göz önüne alındığında, birincil sakıncaları biri hayvanlar için akut stres içerir (örneğin, 30). Ayrıca, görev (örneğin, gecikme platformu hedef) bağımlı değişkenlerin çoğu sıçanlarda normal motor performansı gerektirmektedir. Bu önemlidir, çünkügörev (örneğin, Parkinson hastalığının modeller) hayvanları kontrol etmek için farklı yüzmek bilinen motorlu bozukluğu olan sıçanlar, böylece uzun gecikmeleri hatalı bellek bozuklukları olarak yorumlanabilir. Bu durumda, uzaktan bir son çare olarak kullanılabilir. Su yağsız süt tozu kullanılarak opak hale gerektiğini göz önüne alındığında, labirent boşaltılmalıdır ve kendisi laboratuvar kurulumu bağlı olarak zaman alıcı bir iştir ki, kokmuş haline gelen suyun önlemek için her gün doldurulmuş. Süt tozu, ancak sentetik boya ile ikame edilmiş olabilir. Son olarak, diğer labirent görevleri aksine, su kullanımı eşzamanlı EEG a) implante sistem çift kapak nadiren iletim aralığı vardır ki (kullanılmadığı sürece, kayıt (kablolu veya kablosuz urgan kayıt sistemi kullanılarak) kullanımını önler H labirent), veya b) çaba su geçirmez sisteme yürütülmektedir.
Bu Yöntemine Gelecek Donanımlar
Onun conce yanaption, çift-H labirent temsilcisi sonuçları açıklandığı gibi her standart protokole ince uyarlamalar yapmış çeşitli çalışmalarda, yer almıştır. Çok sayıda diğer değişkenler bir sonda oturumu sırasında bir usul yanıt takip yapmak gibi ikinci seçim sıçan gibi gerçekleşecek gelecek çalışmalara alakalı olduğunu kaydedilebilir. Örnek fareler hemen kaçış platformu eksik olduğunu (negatif geri besleme) keşfettikten sonra bellek yerleştirmek için geçiş yapabilirler için. Diğer davranış önlemler yüzme hızının analizi, hem de sıçan tarafından alınan havuz yolları özelliklerini içerebilir. In-house çalışmaları sırasında gözlemlediği gibi, bir çift-H kolunun belirli bir tarafı boyunca yüzmek fareler aşağıdaki kavşak ulaştığında belirli yöne çevirmek için bir eğilim var. Bu tür davranışlar piyasada mevcut video izleme yazılımı kullanılarak kaydedilebilir. Son olarak, mevcut allocentric-öğrenme protokolü ile ilgili, o göz ardı edilemezBu prosedür iki rutinleri gelişmesine sıçan yol açabilir. Ayrıca sonda davasında başlangıç noktası eğitim başlangıç noktalarından biri olarak aynı olabilir. S, N, NW, SE,; vb Böylece bir allocentric strateji eğitmek için daha uygun bir protokol / gün kollarını başlatılmasını sıçan (öngörülemeyen bir sırayla piyasaya nerede örneğin, N, NW, GD, G 4 kullanarak oluşabilir ). Kaçış platformu (örneğin, NE) eğitim oturumları sırasında bulunan diğeri eğitim sırasında kapalı olması, ancak (örneğin, GB) prob deneme için başlangıç kolu olarak kullanıldığı yerlerde kalan kolların biri olacaktır. Bu protokol ile hiçbir yayınlanan sonuç olmakla birlikte, devam eden deneyler bu protokol öğrenmenin mekansal doğası hakkında çok daha az şüpheler ile mükemmel çalışır olduğunu göstermiştir.
Sonuç
çift-H sıçanlarda yeri ve usul öğrenme değerlendirmek için kullanılabilecek, etkili ve güvenilir bir labirent testi vardır. OnunNispeten kısa satın alma süreleri ilaç adaylarının hızlı preklinik değerlendirmeler için idealdir ve neredeyse 3 alım sonrası hafta boyunca performans düşüşü olmaması, sistem düzeyinde uzaktan anıların Spatiotemporal dinamiklerinin belirlenmesinde rol vurgulamaktadır. Ayrıca, usul ve bildirime bellek sistemleri arasında dinamik etkileşimine dayalı çalışmalar için izin verir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Bu eser (sayı EXC 1086 hibe, DFG) Strazburg ve Neurex-Neuroscience Yukarı Ren Ağı (RP sonrası doc dostluk) Üniversitesi tarafından ve Alman Araştırma Vakfı tarafından finanse BrainLinks-BrainTools Mükemmeliyet Kümesi tarafından desteklenmiştir. Biz uzman teknik yardım için Nadja Martini teşekkür ederiz.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Rats or Mice | Charles River | ||
| Towels for drying | University Hospital | 1 / animal | |
| Water | ~200 L / day | ||
| Skim milk powder | Grocery store | 250 g / 200 L water | |
| Garden Hose | Hardware store | ||
| Drying rack for towels | Hardware store | ||
| Kinect camera | Kinect | ||
| PC computer | any |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Double H Maze, (plexiglass) (Custom-Built) | |||
| External lateral walls, 1600 × 350 × 6 mm | 2 | ||
| Internal lateral walls, 706 × 350 × 6 mm | 8 | ||
| Central corridor panels, 500 × 350 × 6 mm | 4 | ||
| Arm extremities, 188 × 350 × 6 mm | 6 | ||
| Guillotine doors, 187 × 350 × 6 mm | 3 | ||
| Extremity covers, 200 × 250 mm | 6 | ||
| Crossbars, 200 × 40 mm | 6 | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Double-H Maze Platform (to be ballasted) (Custom-Built) | |||
| Metal platform, 100 mm diameter × 150 mm | 2 | ||
| Platform cover, 100 mm diameter × 6 mm | 2 | ||
References
- Izquierdo, I., et al. The connection between the hippocampal and the striatal memory systems of the brain: a review of recent findings. Neurotoxicity Research. 10 (2), 113-121 (2006).
- Albouy, G., et al. Both the hippocampus and striatum are involved in consolidation of motor sequence memory. Neuron. 58 (2), 261-272 (2008).
- Albouy, G., et al. Interaction between Hippocampal and Striatal Systems Predicts Subsequent Consolidation of Motor Sequence Memory. Plos One. 8 (3), (2013).
- Chang, Q., Gold, P. E. Intra-hippocampal lidocaine injections impair acquisition of a place task and facilitate acquisition of a response task in rats. Behav Brain Res. 144 (1-2), 19-24 (2003).
- McDonald, R. J., Hong, N. S., Devan, B. D. The challenges of understanding mammalian cognition and memory-based behaviours: an interactive learning and memory systems approach. Neurosci Biobehav Rev. 28 (7), 719-745 (2004).
- Packard, M. G. Anxiety cognition, and habit: a multiple memory systems perspective. Brain Res. 1293, 121-128 (2009).
- Packard, M. G., McGaugh, J. L. Inactivation of hippocampus or caudate nucleus with lidocaine differentially affects expression of place and response learning. Neurobiol Learn Mem. 65 (1), 65-72 (1996).
- Lawrence, A. D., et al. Executive and mnemonic functions in early Huntington's disease. Brain. 119 (Pt 5), 1633-1645 (1996).
- Lawrence, A. D., Watkins, L. H., Sahakian, B. J., Hodges, J. R., Robbins, T. W. Visual object and visuospatial cognition in Huntington's disease: implications for information processing in corticostriatal circuits. Brain. 123 (Pt 7), 1349-1364 (2000).
- Walker, F. O. Huntington's disease. Lancet. 369 (9557), 218-228 (2007).
- Cushman, L. A., Stein, K., Duffy, C. J. Detecting navigational deficits in cognitive aging and Alzheimer disease using virtual reality). Neurology. 71 (12), 888-895 (2008).
- Liu, L., Gauthier, L., Gauthier, S. Spatial disorientation in persons with early senile dementia of the Alzheimer type. A`m J Occup Ther. 45 (1), 67-74 (1991).
- Mapstone, M., Steffenella, T. M., Duffy, C. J. A visuospatial variant of mild cognitive impairment: getting lost between aging and AD. Neurology. 60 (5), 802-808 (2003).
- Vliet, E. C., et al. The neuropsychological profiles of mild Alzheimer's disease and questionable dementia as compared to age-related cognitive decline. J Int Neuropsychol Soc. 9 (5), 720-732 (2003).
- Hanagasi, H. A., et al. Cognitive impairment in amyotrophic lateral sclerosis: evidence from neuropsychological investigation and event-related potentials. Brain Res Cogn Brain Res. 14 (2), 234-244 (2002).
- Robbins, T. W., Murphy, E. R. Behavioural pharmacology: 40+ years of progress, with a focus on glutamate receptors and cognition. Trends Pharmacol Sci. 27 (3), 141-148 (2006).
- Paul, C. M., Magda, G., Abel, S. Spatial memory: Theoretical basis and comparative review on experimental methods in rodents. Behav Brain Res. 203 (2), 151-164 (2009).
- Hodges, H. Maze procedures: the radial-arm and water maze compared. Brain Res Cogn Brain Res. 3 (3-4), 167-181 (1996).
- Kesner, R. P., Farnsworth, G., Kametani, H. Role of parietal cortex and hippocampus in representing spatial information. Cereb Cortex. 1 (5), 367-373 (1991).
- Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J Comp Physiol Psychol. 93 (1), 74-104 (1979).
- Whishaw, I. Q., Cassel, J. C., Jarrad, L. E. Rats with fimbria-fornix lesions display a place response in a swimming pool: a dissociation between getting there and knowing where. J Neurosci. 15 (8), 5779-5788 (1995).
- Staay, F. J., Raaijmakers, W. G., Lammers, A. J., Tonnaer, J. A. Selective fimbria lesions impair acquisition of working and reference memory of rats in a complex spatial discrimination task. Behav Brain Res. 32 (2), 151-161 (1989).
- Olton, R. S., Samuelson, R. J. Remembrance of places past: Spatial memory in rats. J Exp Psych. 2 (2), 97-116 (1976).
- Pol-Bodetto, S., et al. The double-H maze test, a novel, simple, water-escape memory task: acquisition, recall of recent and remote memory, and effects of systemic muscarinic or NMDA receptor blockade during training. Behav Brain Res. 218 (1), 138-151 (2011).
- Cassel, R., Kelche, C., Lecourtier, L., Cassel, J. -C. The match/mismatch of visuo-spatial cues between acquisition and retrieval contexts influences the expression of response vs. place memory in rats. Behavioural Brain Research. 230 (2), 333-342 (2012).
- Schumacher, A., de Vasconcelos, A. P., Lecourtier, L., Moser, A., Cassel, J. C. Electrical high frequency stimulation in the dorsal striatum: Effects on response learning and on GABA levels in rats. Behavioural Brain Research. 222 (2), 368-374 (2011).
- Lecourtier, L., et al. Intact neurobehavioral development and dramatic impairments of procedural-like memory following neonatal ventral hippocampal lesion in rats. Neuroscience. 207, 110-123 (2012).
- Kirch, R. D., et al. Early deficits in declarative and procedural memory dependent behavioral function in a transgenic rat model of Huntington's disease. Behav Brain Res. 239, 15-26 (2013).
- Cholvin, T., et al. The ventral midline thalamus contributes to strategy shifting in a memory task requiring both prefrontal cortical and hippocampal functions. J Neurosci. 33 (20), 8772-8783 (2013).
- Hooge, R., De Deyn, P. P. Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory. Brain Res Brain Res Rev. 36 (1), 60-90 (2001).
