Summary
O Open-campo Torre Maze (OFTM) é um labirinto criado para estudar os mecanismos comportamentais e neurais da aprendizagem espacial (por exemplo, colocação ou resposta-learning) em ratos. Este labirinto é especialmente útil para pesquisadores que desejam usar um paradigma labirinto não-estressante para investigar a aprendizagem espacial em suas pesquisas.
Abstract
Este protocolo descreve como o Open-campo Torre Maze (OFTM) paradigma é usado para estudar a aprendizagem espacial em roedores. Este labirinto é especialmente útil para examinar como os ratos aprendem a usar uma colocação ou resposta-learning para navegar com sucesso em uma arena de campo aberto. Além disso, este protocolo descreve como o OFTM difere de outros paradigmas de labirinto comportamentais que são comumente usados para estudar a aprendizagem espacial em roedores. O OFTM descrito neste artigo foi adaptado a partir do que já foi anteriormente descrito por Cole, Clipperton, e Walt (2007). Especificamente, o OFTM foi criado para testar a aprendizagem espacial em roedores sem o experimentador ter de considerar como "estresse" pode desempenhar um papel como uma variável de confusão. Experimentos têm mostrado que o estresse-alone podem afetar significativamente a função cognitiva 1. A seção de resultados representante contém dados de um experimento que usou o OFTM para examinar os efeitos do tratamento com estradiol em lugar- e resposta-learning na fêmea adulta Sprague Dawley 2. Estudos futuros serão projetados para examinar o papel do hipocampo e estriado em lugar- e resposta-learning no OFTM.
Introduction
O campo aberto torre labirinto (OFTM) pode ser usado para examinar os mecanismos comportamentais e neurobiológicos da aprendizagem espacial em roedores. Importante, o OFTM permite aos pesquisadores estudar os dois tipos de aprendizagem "com base em" resposta "de base territorial" e. Durante lugar-learning um animal navega através de um labirinto usando as pistas espaciais no ambiente circundante (por exemplo, uma recompensa de alimentos está localizado próximo a um farol de altura). Durante o animal ensino-resposta faz uma resposta específica por sua vez, independentemente de sua posição em relação ao pistas espaciais (por exemplo, fazer uma curva para a esquerda ou para a direita para encontrar uma recompensa de alimentos). Foi previamente relatado que a resposta-learning e-learning lugar contar com dois sistemas diferentes de memória 3, 4 e mapeando seus mecanismos neurais tem sido uma busca científica em curso 2, 5-7. O design do OFTM foi adaptado a partir do descrito anteriormente 8.
Abertoparadigmas de campo (um componente do OFTM) são comumente utilizados para investigar a ansiedade em roedores 9. Durante os ratos de teste típicos abertas ansiedade campo que passam mais tempo no centro de um campo aberto têm menores níveis de estresse e ansiedade do que os ratos que passam mais tempo perto do perímetro. No OFTM, um rato deve entrar no centro do labirinto para encontrar a recompensa do alimento. Por isso, a navegação correta no OFTM indica que estes ratos são não-forçado. Uma razão pela qual os ratos são não-salientou durante o treinamento é porque ao contrário de testes em campo aberto padrão de ansiedade treinar o OFTM requer fase de pré-formação durante o qual o rato está pré-expostos ao labirinto durante um longo período de tempo. Além disso, a formação ocorre num ambiente de pouca luz reduzindo ainda mais o aspecto de indução de ansiedade de um campo aberto, que é tipicamente brilhantemente iluminada
Outra característica única do OFTM, em comparação com alguns outros labirintos, é como a aprendizagem é medido. Os experimentadores usando oMorris Water Maze ou Barnes Maze normalmente medem o aprendizado por meio da análise do comprimento de velocidade e / ou caminho de um rato viaja para chegar ao seu local de destino. Estas medidas dependentes podem ser afetados por fatores não-aprendizagem, tais como alterações na atividade motora geral de um rato. No entanto, as medidas OFTM aprendizagem utilizando a percentagem de resposta correta primeiro-escolha um rato faz para encontrar a recompensa alimentar. Esta medida dependente não é vulnerável a mudanças no desempenho do motor e, portanto, mais precisamente avalia a aprendizagem do que as medições de velocidade e distância. No entanto, o pesquisador também pode medir a velocidade ea distância de um rato viajou no OFTM usando software de monitoramento de vídeo.
Outros tipos de labirinto, tais como o labirinto em T, Labirinto Aquático de Morris Labirinto Barnes e pode ser utilizado para estudar e resposta lugar--aprendizagem. No entanto, o OFTM é único em algumas maneiras notáveis. Em primeiro lugar, o OFTM é um ensaio comportamental mais sensível do que o labirinto em T porque o OFTM tem uma chance performance de 25%, ao passo que o labirinto em T tem um desempenho chance de 50%. Em segundo lugar, um rato só pode virar em uma de duas maneiras no T-labirinto, mas tem irrestrito possibilidades de rota quando estiver a navegar na OFTM. Em terceiro lugar, ao contrário do labirinto aquático de Morris e Barnes Maze tarefas (que têm possibilidades de rotas sem restrições, como a OFTM), experimentos usando o OFTM não necessitam de ratos para navegar por uma situação aversiva. Os ratos são motivado para navegar no labirinto aquático de Morris para escapar nadando na água e eles estão motivados para navegar na Barnes labirinto para evitar estar em um bem iluminada ambiente aberto,. Foi demonstrado que a exposição ao labirinto aquático de Morris Labirinto Barnes ou induz a libertação da hormona de stress (isto é, corticosterona) em 10 roedores. No entanto, os ratos navegar no OFTM porque eles estão motivados para encontrar uma recompensa alimentar e treinamento é realizado com iluminação ambiente escuro. Assim, o OFTM é uma tarefa apetitivos não aversivo. Os resultados de experiências que utilizam um m estressanteAze paradigma para examinar os efeitos das manipulações, como drogas, hormônio, exercício ou dieta em mecanismos de aprendizagem e memória podem ser difíceis de interpretar, porque "estresse", por si só, pode influenciar a função cognitiva 11.
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Protocol
Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso de Christopher Newport University animal Institucional.
1. Construção do Aparelho OFTM
- Construir o muro (40 cm de altura e 183 cm de diâmetro) de três peças de laminado branco. Construir o piso labirinto circular (183 cm de diâmetro) a partir de laminado preto e cola-lo para uma mesa de plástico. Fixar a parede de fronteira para a borda da mesa com parafusos e cola.
- Decore a superfície interior da parede de fronteira: Deixar quarto sólido branco; Pintar um quarto preto sólido; Pintar um quarto com listras pretas; Pintar um quarto com círculos pretos.
- Construir quatro torres "comida" (8 cm x 8 cm x 20 cm; Figura 1A) cortados a partir de um posto de PVC branco em forma de quadrado. Cole uma peça de laminado preto (8 cm x 8 cm) para o topo de cada torre. Fixá-los no chão com cola labirinto louco 54 cm de distância um do outro.
- Construir três "tow pré-treinamentoers "(5 cm, respectivamente, 10 cm e 15 cm de altura; Figura 1B) a partir de um posto de PVC branco em forma de quadrado. Cole uma peça de laminado preto (8 cm x 8 cm) para o topo de cada torre. Estas torres são gravadas para o chão labirinto apenas durante a fase de pré-formação (descrito abaixo).
- Cole um preto opaco plástico copo do alimento com uma tampa de rosca-top (= um recipiente transparente talão de plástico pintado de preto; 1,75 cm de altura e 3,75 cm de diâmetro) para o início de cada torre alimentos. Perfurar três buracos de ventilação pequenas (3 mm de diâmetro) em cada tampa. Os buracos garantir que o rato não conseguir localizar a torre comida "correta" usando pistas olfactivas. A altura das torres de treinamento assegura que o rato não conseguir localizar a torre "correta" não nivelada usando o copo do alimento como uma sugestão visual.
Figura 1. Fotografias da Open-campo Torre Maze (OFTM). (A) O rato é capaz de encontrar e recuperar uma recompensa alimentar de apenas uma isca-recompensa "torre de formação" durante a aquisição, bem como toda a formação e testes posteriores. "Torres pré-formação" (B) Três são colocados no centro da arena labirinto durante a pré-formação. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
2. O labirinto OFTM quarto
- Use uma lâmpada de 60 W com uma lâmpada (Lumens: 800) para iluminar com luz baixa sala de labirinto. A lâmpada está localizado a 3 pés acima do chão e 2 pés para o lado do labirinto, de frente para o teto. Jogar ruído branco no fundo (~ 70 dB), utilizando uma máquina de som.
- Montar uma câmera de vídeo digital para o teto acima do labirinto para transmitir vídeo a um computador. Pendure uma cortina opaca para separar o labirinto da monitorização de computadorárea.
3. Rat Handling, restrição alimentar e Habitação
- Faça com que cada experimentador lidar com todos os ratos durante sete dias (4 min por dia) antes da pré-treinamento.
- Coloque ratos em uma dieta restrita de alimentos (1 hr de livre-alimentação por dia). Esta dieta garante que os ratos serão motivados a recuperar recompensas durante o treinamento, mantendo um peso saudável (~ 90% do peso-alimentação livre).
- Ratos Double-casa (se estiver usando fêmeas) durante toda a duração do experimento. Ratas alojados pares são menos ansiosos do que ratas alojados individualmente 12.
4. Procedimentos Pré-treinamento
- Bait cada copo do alimento não nivelada sobre as sete torres com uma recompensa de alimentos (por exemplo, uma peça de fruta cereal) dentro.
- Coloque um rato no labirinto em um local aleatório até encontrar e consome todos os sete recompensas do alimento antes de ser removido.
- Se o rato não recuperar todas as recompensas de alimentos dentro de 10min, em seguida, removê-lo do labirinto e dar procedimentos de pré-formação de novo no dia seguinte. Nota: alguns ratos levará mais tempo do que outros para aprender inicialmente para recuperar as recompensas do alimento a partir do topo das torres.
- Se um rato não recupera e consumir todos os sete recompensas do alimento das torres dentro dos primeiros dois dias de pré-treinamento, dar-lhe 30 mínimo de sessões adicionais no OFTM até que as recompensas do alimento são recuperados. Tipicamente, o rato irá encontrar e consumir todas as recompensas alimentares após uma ou duas destas sessões de 30 min.
5. Procedimentos Place-formação e de treinamento de Resposta
- Atribuir cada rato dois dos quatro locais de início. Contrabalançar o seguinte: o ponto de liberação local de início dentro e entre cada dia de treinamento; o tipo de aprendizagem (lugar vs resposta); a "torre correta" para todos os alunos de lugar; ea volta cada resposta no aluno é treinado para fazer (direita versus esquerda).
- No início de cadadia de treinamento vez na máquina de ruído e abra o programa de gravação de vídeo. Bait todas as quatro torres e cobrir três dos quatro copos de alimentos, deixando a recompensa alimentar na torre "correta" exposta.
- Em cada dado julgamento, começar a gravação de vídeo (consulte o manual do usuário do fabricante para obter instruções), em seguida, coloque o rato no labirinto em seu local de início atribuída. Então, vá atrás da cortina para observar o comportamento do rato em um monitor de computador. Remova o rato do labirinto imediatamente após ele recupera a recompensa ou depois de 3 min passaram e parar a gravação de vídeo.
- Para os ratos de ensino-lugar, use sempre o mesmo "correta" torre de comida, e coloque o rato em um dos dois locais de início. Um lugar no aluno resolve o OFTM por encontrar um local específico usando as pistas espaciais previstas no labirinto. Por exemplo, a torre de isca D (= a torre "correto") e solte o rato do local de início '2' ou '3217; (setas contínua na figura 2A, à esquerda), ou torre isca A e liberar um rato do local de início '1' ou '4' (setas tracejadas na Figura 2A, esquerda).
- Para os ratos de ensino-resposta, mudar a torre comida "correta", dependendo do local de início. Resposta-alunos resolver o OFTM aprendendo a fazer um turno específico (por exemplo, sempre vire à direita), independentemente da sua localização inicial no labirinto. Por exemplo, a torre de isca D e solte o rato do local de início '3', ou isca torre B e liberar esse mesmo rato a partir de um local de início '2' (setas contínua na figura 2B, à esquerda). Para um rato diferente, isca torre B e libertar o rato de localização '1', ou torre isca A e solte aquele rato de localização '4' (tracejado setas da figura 2B, à esquerda).
- Dê todos os ratos um total de 48 ensaios de treinamento em 12 dias (quatro ensaios por da y).
Figura 2. A mostrar Schematic Procedimentos lugar- e Resposta-Formação e Testes indiretos. Esta figura mostra os locais de início e de recompensa alimentar para treinamento de lugar-formandos (A, à esquerda) e alunos de resposta (B, à esquerda), e também o início e recompensa locais utilizados durante o teste de chave local de início para colocar-formandos (A, direita) e alunos de resposta (B, à direita). Os números indicam localização inicial de um rato; quadrados cinza representam torres de alimentos; linhas contínuas e tracejadas apontam para a torre de alimentos iscas. Comece a criar locais são contrabalançados dentro de cada condição de treino. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Depois de todos os ratos executar no seu nível assintótica (~ 80% dos correto primeira opção de responder) realizar um "Iniciar Localização Alterne Test" para testar a persistência do comportamento aprendido.
- Contrabalançar os locais de início novas (isto é, os locais de início que não foram anteriormente utilizados para o rato).
- Siga os procedimentos para cada tentativa de treinamento descrito na seção de protocolo 5 com os novos locais de início.
- Para um rato de aprendizagem de lugar que foi originalmente lançado a partir da localização '2' ou '3' e tinha torre D como sua torre "correta", coloque o rato em qualquer do novo local de início "1" ou "4", embora ainda iscagem torre D (Figura 2, à direita).
- Para um rato de ensino à resposta que foi originalmente lançado a partir da localização '2' ou '3' e aprendeu a virar à direita para receber a recompensa (em torres Be D, respectivamente), coloque o rato em qualquer do novo local de início '1' ou '4' e isca quer torre A ou C, respectivamente (que ainda exigiria o rato para virar à direita, a fim de encontrar a recompensa alimentar) Figura 2B, certo.
- Administrar todos os ratos ensaios oito início de switch local de teste em toda a dois dias (quatro ensaios por dia).
Análise 7. Dados
- Possui uma experimentador, que não treinou ratos e não sabe o tratamento de cada ensaios gravados em vídeo pontuação rato através da contagem do número de respostas um rato faz para encontrar a torre "correto" em cada tentativa (indicado pelo rato que eleva acima sobre o copo do alimento).
- Calcular a percentagem de vezes que um rato a recompensa encontra na sua primeira escolha (% de primeira escolha respostas correctas) dentro de cada dia de treino. Construir curvas usando a percentagem de respostas correctas primeira escolha em toda a dias de treinamento de aprendizagem. Use a percentagem de fescolha irst resposta correta para a análise estatística.
- Calcule o número de ensaios que levou o rato para alcançar o critério a priori conjunto para adquirir a tarefa (ou seja, a primeira escolha correta de responder em 8 dos 10 ensaios consecutivos). Excluir ratos de análise que não alcançam o critério a priori.
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Representative Results
Os resultados representativos aqui descritos foram previamente publicados na Neurobiology of Learning & Memória, Elsevier 2. Nesta experiência o OFTM foi usado para testar os efeitos de tratamentos de estradiol crônicas e ciclismo no lugar- e em ratas Sprague-Dawley de ensino-resposta (250-300 g; N = 48). Havia duas razões importantes pelas quais o OFTM foi usada para realizar esta experiência. Em primeiro lugar, o estradiol foi demonstrado provocar efeitos diferenciais sobre lugar- e resposta 7-aprendizagem. Em segundo lugar, era necessário testar os efeitos do estradiol sobre a aprendizagem em um ambiente não-estressante, porque as hormonas sexuais têm efeitos diferenciais em seres humanos expostos a situações estressantes 13. Nas injecções subcutâneas diárias Lipatova et al. (2014) Experiência de ratos fêmeas ovariectomizados foram administrados de estradiol (10 pg / kg) ou solução veículo (óleo de amendoim). Ratos na condição de "Contínuo" recebidosinjecções diárias de estradiol e ratos na condição de "veículo" receberam injecções diárias de solução de veículo. Ratos na condição de "Bicicleta" receberam injeções de estradiol todos os dias e veículo solução 4º nos outros dias. Metade dos ratos em cada condição foram treinados com os procedimentos de treinamento de lugar e metade foram treinados com os procedimentos de treinamento de resposta. Seis ratos não alcançar a aquisição, a priori, com o critério e, assim, não foram incluídas na análise. Os grupos finais foram: Veículo-Place (Veículo-P; n = 9), veículo-Response (Vehicle-R; n = 6), Continuous-P (n = 7), Continuous-R (n = 7), Andar de bicicleta -P (n = 7) e ciclismo-R (n = 6).
Aquisição de Critério: Coloque-Training vs. Response Training-
Depois de pré-formação, cada rato foi dada 48 ensaios de aquisição sobre a OFTM. A 2 x 3 (tipo de treinamento x tratamento) ANOVA foi realizada utilizando o número de ensaios, os ratos levou to chegar a priori critério de aquisição, o qual revelou um efeito principal significativo do tratamento [F (2, 36) = 5,6, p <0,01] e tipo de formação [F (1, 36) = 5,09, p <0,04]. Um acompanhamento de teste (HSD) mostrou que ratos que receberam ciclismo estradiol-substituição levou menos ensaios para atingir o critério de aquisição de lugar-learning do que ratos que receberam injeções de ciclismo ou injeções de veículos, p <0,01. Tratamento com estradiol não teve nenhum efeito sobre o número de ensaios que levou os ratos para atingir o critério de aprendizagem de aquisição para a resposta (Figura 3).
Figura 3. Ensaios de critério para Place- e Resposta-formação. Este gráfico mostra o número médio de tentativas para ratos dado lugar (barras pretas) e resposta (barras brancas) treinamento necessário para chegar a 8 em cada 10 primeira escolha acertos consecutivos. Ratas dada ciclismo replacem estradiolent necessários menos ensaios para atingir critério de lugar-learning do que ratos que receberam estradiol substituição contínua e ratos tratados com o veículo. Não houve diferença significativa na aquisição da resposta da aprendizagem entre as diferentes condições de tratamento. [Modificado de Lipatova et al. 2014 e reimpresso com permissão da Elsevier] Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Aquisição no lugar-Learners
A Figura 4 mostra as curvas de aquisição para o veículo e ratos tratados com estradiol que receberam treinamento local. A 3 x 12 (tratamento x bloco de ensaio) de medidas repetidas ANOVA revelou um efeito significativo dentro dos participantes do bloco de julgamento [F (11, 220) = 22,47, p <0,01], indicando que o desempenho melhorado durante o treinamento. Além disso, as análises revelaram uma significativa entre o sujeito-efeitoF tratamento [F (1,20) = 3,76, p <0,05] (Figura 4). Um acompanhamento de teste (HSD) mostrou que ratos que receberam tratamento estradiol ciclismo (ciclismo-P) tiveram maiores percentuais de 1 escolha st julgamentos corretos de veículo (Vehicle-P) e continuamente (Continuous-P) de estradiol os ratos tratados, p <0,02. Não houve diferença na percentagem de uma escolha st respostas corretas entre o grupo Contínuo-P Veículo-P e. Estes resultados mostraram que o tratamento ciclismo estradiol reforçada aquisição de lugar-learning.
Figura 4. Taxa de aquisição para-Learning Place. Este gráfico mostra a taxa de aquisição de ratos que receberam treinamento local com base no percentual de respostas de escolha primeiros corretas feitas dentro de blocos de quatro ensaios. Após 48 ensaios todos os ratos atingiram ~ 80% de responder primeira escolha correta. Ciclismo subs estradiolement ratos (Ciclismo-P; triângulos brancos) adquiriu significativamente mais rápido do que os ratos contínuas de substituição de estradiol (Continuous-P; quadrados brancos) de ensino-lugar e ratos tratados veículos (Vehicle-P; círculos brancos). [Modificado de Lipatova et al. 2014 e reimpresso com permissão da Elsevier] Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Aquisição de Aprendizes de Resposta
A Figura 5 mostra as curvas de aquisição para o treinamento de resposta do veículo e ratos tratados com estradiol dado. A 3 x 12 (tratamento x bloco de ensaio) de medidas repetidas ANOVA revelou um efeito intra-sujeito do bloco julgamento [F (11, 176) = 12,59, p <0,01], mostrando que o desempenho melhorado durante todo o treinamento. No entanto, o tipo de tratamento não teve efeito significativo sobre a taxa de aprendizagem de resposta.
Figura 5. Taxa de aquisição para Response-Learning. Este gráfico mostra a taxa de aquisição de ratos que receberam treinamento de resposta com base no percentual de respostas de escolha primeiros corretas feitas dentro de blocos de quatro ensaios. Após 48 ensaios de formação de todos os ratos atingiram ~ 80% primeira escolha correta de responder. Não houve diferença significativa na taxa de aquisição entre as diferentes condições de tratamento (Ciclismo-P; triângulos negros versus Contínuo-P; quadrados pretos vs. Veículo-P; círculos pretos). [Modificado de Lipatova et al. 2014 e reimpresso com permissão da Elsevier] Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Comece Localização interruptor no lugar-Learners
Coloque-formandos foram prejudicadas inicialmente quando a Lo iníciocatião foi comutado, independentemente do tratamento. A 2 x 3 (último bloco julgamento sobre a localização original de início frente ao primeiro bloco julgamento sobre o tratamento interruptor de arranque local de teste x) medidas repetidas ANOVA revelou um efeito significativo da posição de início [F (1,18) = 9,68, p < 0,01] (Figura 6). Não houve interação significativa ou efeito entre sujeitos. No entanto, os resultados anteriores mostraram que lugar-alunos tratados com o veículo são menos prejudicada do que os ratos tratados com estradiol durante um teste de chave local de início 14. Portanto, comparações pareadas foram realizadas para comparar por cento de 1 respostas de escolha entre st último bloco de cada grupo na localização original de início e o primeiro bloco julgamento sobre a localização interruptor de arranque. Ratos tratados com estradiol apresentaram menores percentuais de resposta 1ª escolha durante o teste de interruptor de arranque em relação ao seu local de início original, p <0,05. Como relatado anteriormente, não foi significativa décline no desempenho encontrado para os ratos tratados com veículo. A diferença de desempenho entre os ratos tratados com veículo e tratados com estradiol tornou-se maior sobre o segundo bloco de teste do teste de localização interruptor de arranque (Figura 6). A 2 x 3 (último bloco na localização original de início vs. o segundo bloco julgamento sobre o tratamento interruptor de arranque localização x) medidas repetidas ANOVA revelou um efeito significativo da posição de início [F (1,18) = 20,69, p <0,01] (Figura 6), que mostra que o desempenho em ratos tratados com veículo sobre o segundo bloco do interruptor de arranque local de teste foi o mesmo que o seu desempenho no local de início original e ratos tratados com estradiol exibido um défice prolongado. Comparações de pares mostrou que os ratos Bicicleta-P-P e contínua tinha reduzido de forma significativa o desempenho no segundo dia do novo local de início em relação ao seu desempenho durante o último dia do local de início original, p <0,01. Todos os ratos voltaram aos níveis de teste de pe-chave PRErformance quando foram subsequentemente formados na sua posição de início original (Figura 6). Este achado foi confirmado com um (local de início original antes de interruptor vs. local de início original após tratamento) interruptor x 2 x 3 medidas repetidas ANOVA que revelaram nenhum efeito significativo intra-sujeito ou entre sujeitos.
Figura 6. Inicie Localização Interruptor de teste para Colocar-Learners. Este gráfico mostra a percentagem de primeira escolha respostas corretas em blocos de quatro ensaios para colocar os alunos-no último dia antes da mudança de localização de partida (painel esquerdo), durante o interruptor local de início teste (painel do meio) e de volta com a localização original de início (painel direito). Ratos tratados com estradiol (quadrados brancos e triângulos brancos) tiveram percentuais geral mais baixos de uma escolha correta strespostas do que ratos tratados com veículo (círculos brancos). [Modificado de Lipatova et al. 2014 e reimpresso com permissão da Elsevier] Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Comece Localização Swit ch em Learners Response
Resposta-alunos foram prejudicados quando dado o teste de localização interruptor de arranque. A 2 x 3 (último bloco do local original de início vs. primeiro bloco de teste do novo local de início x tratamento) de medidas repetidas ANOVA revelou um efeito significativo da posição de início [F (1,16) = 10,28, p <0,01], mas nenhuma interação ou efeito principal do tratamento. Portanto, o declínio no desempenho durante o primeiro bloco do teste de interruptor de arranque foi equivalente em cada condição de tratamento (Figura 7). No entanto, ao contrário do caso de lugar-alunos, comparações pareadas revelou que performance em resposta-formandos tratadas com estradiol recuperado de pré-switch nível de desempenho de teste no segundo bloco julgamento do teste de localização interruptor de arranque, enquanto que os ratos tratados com o veículo continuou a mostrar desempenho prejudicado, p <0,04. Assim, a resposta-formandos tratados com veículo foram mais prejudicada no teste de localização interruptor de arranque de resposta-formandos tratadas com estradiol. Todos os ratos regressaram aos níveis de teste de desempenho de comutação pré quando foram subsequentemente testados com o local de início original (Figura 7). Este achado foi confirmado com um (local de início original, antes do teste de chaveamento vs. localização original de início após o interruptor de teste x tratamento) 2 x 3 medidas repetidas ANOVA não revelou quaisquer efeitos significativos com o mesmo indivíduo ou entre-sujeitos.
Figura 7. Comece Local Teste de chaveamento para Response-Learners. Este gráfico mostra o percentual de primeira escolha respostas corretas em blocos de quatro ensaios para os alunos de resposta no último dia antes da mudança de localização de partida (painel esquerdo), durante o teste de chave local de início (painel do meio) e para trás com o localização original de início (painel direito). Ratos tratados com estradiol (quadrados pretos e triângulos negros) em geral, tinham maiores percentuais de uma escolha st respostas corretas do que ratos tratados com veículo (círculos pretos). [Modificado de Lipatova et al. 2014 e reimpresso com permissão da Elsevier] Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
Numerosos paradigmas podem ser utilizados para investigar a aprendizagem e memória em roedores, e cada um tem importantes passos que se seguem devem experimentadores. No OFTM, é importante que as condições Maze (por exemplo, a posição de labirinto, intra e pistas extra-labirinto, pouca iluminação e nível de ruído de fundo, o tempo de formação diariamente) são mantidos constantes durante toda a duração da experiência. Também é necessário para minimizar o stress em ratos sujeitos a garantir o desempenho contínuo no OFTM. O estresse pode ser reduzido ao mínimo em ratas por eles e também por meio de manejo de rotina por experimentadores antes do treino abrigando-pair. A fim de marcar com precisão o desempenho de um rato durante o treinamento e teste (ou seja, quando um rato faz uma escolha correta ou incorreta torre), é importante o uso de torres de alimentos que são altos o suficiente para que o rato deve "subir" a torre e traseiro sobre o copo do alimento para recuperar uma recompensa. A tampa do copo do alimento não é visível para o ratoaté que "sobe" a torre. A torre de comida que o rato escolhe, portanto, é ambígua e pode ser marcado de forma confiável pelo experimentador. O piso labirinto deve ser construído a partir de material que tem alto contraste em relação à cor do rato se o experimentador quer analisar a velocidade do rato, distância percorrida e / ou o tempo gasto em uma parte específica do labirinto usando software de monitoramento de vídeo.
Retenção da memória de longo prazo do local e aprendizagem resposta poderia ser examinada usando a tarefa OFTM. Após a realização de 48 ensaios de formação, todos os ratos podem passar 21 dias em suas gaiolas, sem qualquer manipulação. Este intervalo de 21 dias é utilizada para testar a retenção de uma memória a longo prazo 15-17. Os ratos podem ser retirados restrição alimentar no início deste período de retenção da memória e, posteriormente, devolvido à restrição alimentar uma semana antes do ensaio. Todos os ratos, então poderia receber 12 ensaios reaquisição ao longo de três dias (quatro ensaios por dia) de treinamento (durante os ensaios reaquisição, siga o protocolo descrito no presente manuscrito). Se um experimentador precisa avaliar a retenção da memória de longo prazo, em seguida, os ratos não devem ser tratadas durante o intervalo de retenção porque sinais de recuperação, como a manipulação, tendem a bloquear a longo prazo esquecendo 18, 19. As experiências que exijam manuseio durante o intervalo de retenção deve ser concebido para incluir um intervalo de retenção de mais de 21 dias a fim de evitar este confundem. Em adição aos testes para a retenção da memória a longo prazo, o OFTM também pode ser usado para examinar a capacidade do rato para aprender uma nova regra de labirinto (por exemplo, aprendizagem reversa).
O OFTM foi desenhado para avaliar especificamente a aprendizagem espacial (por exemplo, adultos, colocação e aprendizagem em roedores-resposta, mas apenas ratos Sprague-Dawley foram utilizados em experiências reais com este labirinto. No entanto, é certamente possível utilizar outros tipos de roedores no OFTM, tais como outro ratoestirpes e ratos. Também é possível testar roedores de diferentes idades na OFTM, embora possa ser necessário dimensionar as dimensões Maze cima ou para baixo, dependendo do tamanho do sujeito testado. O OFTM não está disponível para a compra no mercado aberto, de modo experimentadores precisará construir seu próprio labirinto. É improvável que pequenas diferenças nos materiais de construção (por exemplo, textura e / ou cor) ou o tamanho do labirinto desviar do OFTM descrito no presente protocolo irá influenciar significativamente a forma como executa um rato no labirinto; Contudo, esta hipótese ainda não foi testada. Recomenda-se também que os experimentadores conduzir o trabalho de piloto antes de começar um experimento.
Existem algumas razões notáveis por que o OFTM é um paradigma útil para estudar os mecanismos comportamentais e neurobiológicos da aprendizagem espacial. O OFTM é semelhante em termos de complexidade ao labirinto aquático de Morris; No entanto, o rato não é forçado a nadar nesta tarefa. Assim, o OFTMpode ser utilizado para avaliar a aprendizagem de uma situação de não-estressante, ao contrário do labirinto aquático de Morris que inerentemente evoca uma resposta ao stress em roedores 10. Além disso, a probabilidade de um rato para fazer uma resposta correcta por acaso é 25% menor do que no OFTM num labirinto em T. Além disso, em vez de ser forçado a fazer uma escolha a partir de um número limitado de caminhos pré-determinados (como é exigido em alguns paradigmas espaciais), o caminho de navegação do rato não está restrito no OFTM.
Estudos anteriores têm demonstrado que a local-aprendizagem depende do hipocampo e resposta de aprendizagem depende do estriado (revisto em 5). Esta distinção cérebro-região entre lugar- e resposta de aprendizagem foi encontrado usando o aparelho de labirinto em T-4, uma tarefa radial do braço 20, assim como o labirinto de água de Morris 3, 21. Experiências futuras irá ser conduzido para testar se o hipocampo e estriado são necessárias para a colocação e resposta-learning no OFTM. Euf este for o caso, experimentos adicionais serão capazes de testar com confiança os efeitos que as hormonas, medicamentos, dieta, etc. têm sobre hippocampal- vs. percursos de aprendizagem estriato-dependentes em um ambiente não-estressante.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| OFTM construction supplies | |||
| Safety Glasses, Clear, Uncoated | Grainger | 4EY97 | Used for general eye protection during maze construction |
| Masking Tape, Beige, 18 mm x 55 m | Grainger | 15F739 | General supply |
| Wiss All-purpose Scissor | Home Depot | 37103278647 | General supply |
| Lancaster 6 foot Round Folding table - Heavy Duty white granite plastic - 29" | www.webstaurantstore.com | 384YCZ72RND | Used as base of the maze |
| Laminate Countertop sheet in White Matte Finish (48 x 96 x 0.039) | Home Depot | 1573603504896 | Used as walls for the maze |
| Laminate Countertop sheet in Black Matte Finish (48 x 96 x 0.039) | Home Depot | 1595603504896 | Used as floor of the maze |
| Adhesive, Spray, 24 oz, 17.6 oz Net. 3M | Grainger | 3MA16 | Used to adhere the laminate floor to the table top and pieces of laminate to each other |
| 16.6 oz #90 hi-strength S | Lowe's | 193252 | Used to adhere the laminate floor to the table top |
| Superflex RTV, Silicone Adhesive Sealant, Loctile | VWR | 300040-068 | Used to seal around the baze (between the floor and walls of the maze) |
| Industrial Sealant; 10.1 oz | Grainger | 4UH06 | Used to seal around the baze (between the floor and walls of the maze) |
| Painter's Masking Tape; Shurtape; 2 in x 60 yd | Grainger | 6FET7 | Used to mark out visual patterns on maze walls |
| Mini/Trim paint tray | ACE Hardware | 1365105 | Used to hold paint |
| Foam mini roller 4" 6 pk | ACE Hardware | 1494871 | Used for painting patterns |
| Val Sample Set Nbase paint | ACE Hardware | 1505031 | Used as paint for pattern on the walls of the maze |
| HP Paint Black | Walmart | 72450405005 | Used to paint pattern on the walls of the maze |
| Brush | Walmart | 81773801110 | Used to paint pattern on the walls of the maze |
| Duct Tape, 2 in x 60 yd, 10.5 mil. Black | Grainger | 15F767 | Used to wrap the exterior of the maze |
| 4x4 8 ft PT pine Vinyl-CTD Post W/Cap | Home Depot | 40933070541 | Used to build towers for the maze |
| 20 gram Pro Super Glue | Lowe's | 125870 | Used to glue tower tops, towers to the floor of the maze and food cups to the tower tops |
| Bead Containers 9 - 1/2 | Michaels | 652695766978 | Used as food cups on top of towers |
| Spray Paint, Black, 12 oz | Grainger | 6KP22 | Used to paint food cups & covers |
| Room prepration | |||
| Conair SU1W Sound Machine; 10 Sounds | Home Depot | 204493600 | Used for background noise |
| Lamp | Walmart | 5027698392 | Used for dim lighting of maze room |
| ES 14 W DayLight Spiral Bulb 4 pk | Home Depot | 762148208433 | Used for dim lighting of maze room |
| Shower Curtain | Walmart | 3429910901 | Used for separation between the maze and the experimenter |
| Curtain Rod | Bed Bath & Beyond | 76598645104 | Used for separation between the maze and the experimenter |
| Froot Loops Cereal | Walmart | 3800039122 | Used as reward |
| Recording equipment | |||
| Media Recorder 3:4 video | Noldus | NMR4-0200 | Used to record training trials |
| Monochrome GigE Camera | Noldus | XCFW-BG62 | Used to record training trials |
| Precision M4800 Laptop | Dell | N/A | Used to run video software |
References
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