Summary
Açık alan Kule Maze (OFTM) sıçanlarda uzamsal öğrenme (örneğin, yer-ya tepki öğrenme) davranışsal ve nöral mekanizmaları incelemek için oluşturulan bir labirent. Bu labirent araştırmalarında uzaysal öğrenmeyi araştırmak için olmayan bir stresli labirent paradigma kullanmak istediğiniz deneyciler için özellikle yararlıdır.
Abstract
Bu protokol Açık alan Kule Maze (OFTM) paradigma kemirgenlerde mekansal öğrenmeyi incelemek için nasıl kullanıldığını açıklar. Bu labirent fareler başarılı bir açık alan arenada gezinmek için bir yer-veya cevap-öğrenme kullanmayı öğrenmek nasıl incelenmesi için özellikle yararlıdır. OFTM yaygın kemirgenlerde uzamsal öğrenmeyi çalışma için kullanılan diğer davranışsal labirent paradigmaları nasıl farklı Ayrıca, bu protokol açıklamaktadır. Bu makalede açıklanan OFTM önce Cole, Clipperton ve Walt (2007) tarafından açıklanan uyarlanmıştır. Özellikle, OFTM bir karıştırıcı değişken olarak bir rol oynayabilir nasıl "stres" düşünün zorunda kalmadan deneyci kemirgenlerde mekansal öğrenmeyi test etmek için yaratılmıştır. Deneyler, stres, tek başına belirgin bir bilişsel işlev 1 etkiler göstermiştir. Temsilcisi sonuçları bölümünde yer-ve cevaba östradiol tedavisinin etkilerini incelemek için OFTM kullanılan bir deneyden elde edilen verileri içerenyetişkin dişi Sprague Dawley farelerinde 2 -learning. Gelecek çalışmalar OFTM içinde yer-ve-cevap öğrenme hipokampus ve striatum rolünü incelemek için dizayn edilecektir.
Introduction
Açık alan kule labirenti (OFTM) kemirgenlerde mekansal öğrenme davranışsal ve nörobiyolojik mekanizmaları incelemek için kullanılabilir. Önemlisi, OFTM araştırmacılar "yer-merkezli" ve "tepki dayalı" öğrenme tipleri hem çalışma sağlar. Sırasında yerinde öğrenme bir hayvan çevreye (örneğin, gıda ödül yanındaki uzun boylu işaret bulunur) mekansal ipuçlarını kullanarak bir labirent üzerinden gider. Yanıt-öğrenme hayvan mekan hissi onun konumunda olursa olsun, belirli bir dönüş yanıtı yapar sırasında (örneğin, bir gıda ödül bulmak için sola veya sağa dönüş yapmak). Daha önce tepki öğrenme ve yer-öğrenme, iki farklı bellek sistemlerinde 3, 4 ve nöral mekanizmalarını haritalama güveniyor devam eden bilimsel peşinde 2, 5-7 olmuş olduğu bildirilmiştir. OFTM tasarım birinden uyarlanmış daha önce 8 nitelendirdi.
Açıkalan paradigmalar (OFTM bir bileşeni) yaygın kemirgenler 9 anksiyete araştırmak için kullanılır. Açık alanda merkezinde daha fazla zaman harcamak tipik açık alan anksiyete testi fareler çevre yakın daha fazla zaman harcamak sıçanlarda daha düşük stres ve anksiyete düzeylerinin sırasında. OFTM olarak, bir sıçan gıda ödül bulmak için labirentin merkezine girmeniz gerekir. Bu nedenle, OFTM doğru navigasyon bu fareler sigara stres altında olduğuna işaret etmektedir. OFTM eğitim anksiyete standart açık saha testleri aksine sıçan uzun bir süre boyunca labirent önceden maruz sırasında egzersiz öncesi aşamasını gerektirdiğinden sıçanlar eğitim sırasında sigara stresli bir nedeni budur. Buna ek olarak, eğitim daha tipik parlak ışıklı açık bir alanın anksiyete uyaran yönünü azaltıcı loş bir ortamda oluşur
Diğer bazı labirentine göre OFTM başka benzersiz özellik, öğrenme ölçülür nasıl. Kullanarak deneyciMorris Water Maze veya Barnes Labirent tipik bir sıçan hedef konumunu ulaşmak için seyahatler hız ve / veya yol uzunluğunu analiz ederek öğrenme ölçmek. Bu bağımlı tedbirler böyle bir sıçan genel motor aktivitesindeki değişiklikler gibi olmayan öğrenme faktörler tarafından etkilenebilir. Ancak, ilk seçenek doğru yanıt bir sıçan yüzde kullanılarak öğrenme OFTM tedbirleri gıda ödül bulmak için yapar. Bu bağımlı ölçü, motor performansı ve dolayısıyla daha doğru hız ve mesafe ölçümleri daha öğrenme değerlendirmesini değişikliklere karşı savunmasız değildir. Bununla birlikte, deneyci bir sıçan hız ve mesafe Video izleme yazılımı kullanarak OFTM gitti ölçebilirsiniz.
T-labirent gibi diğer labirent türleri, Morris su labirenti ve Barnes labirent yer-ve tepki-öğrenmeyi incelemek için kullanılabilir. Ancak, OFTM birkaç önemli şekillerde benzersizdir. OFTM şansı performanc çünkü İlk olarak, OFTM T-labirent daha duyarlı bir davranış deneyidirT-labirent ise% 25 e,% 50 bir şans bir performansa sahiptir. İkincisi, bir sıçan sadece T-labirent iki yöntemden biriyle açabilirsiniz, ancak OFTM içinde gezinirken rota olanakları sınırlanmayan etti. Üçüncü olarak, (OFTM gibi sınırsız rota olanakları var) Morris Water Maze ve Barnes Labirent görevler aksine, OFTM kullanarak deneyler caydırıcı bir duruma gezinmek için sıçanları gerekmez. Sıçanlar suda yüzme kaçmak için Morris Su Labirent gezinmek motived ve onlar açık, parlak ışıklı bir ortamda önlemek için Barnes Maze gezinmek için motive olurlar. Bu Morris Su Labirent maruz kalmanın ortaya konmuştur veya Barnes Labirent kemirgenlerde 10 stres hormonu (yani, kortikosteron) salınımını uyarır. Onlar bir gıda ödül bulmak için motive ve eğitim loş ortam aydınlatması ile yapılır Ancak, sıçan OFTM gezinin. Böylece, OFTM olmayan bir caydırıcı iştah açıcı bir görevdir. Stresli m kullanmak deneylerden elde edilen sonuçlar"stres", kendisi tarafından, bilişsel işlev 11 etkileyebilir çünkü aze paradigma yorumlamak zor olabilir gibi öğrenme ve bellek mekanizmaları hakkında uyuşturucu, hormon, egzersiz ya da diyet olarak manipülasyon etkilerini incelemek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu protokol Christopher Newport Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır.
OFTM Aparatı 1. İnşaat
- Beyaz laminat üç parçalarından (40 cm yüksekliğinde ve 183 cm çapında) sınır duvarı oluşturun. Siyah laminat dairesel labirent zemin (183 cm çap) Construct ve plastik masa üstüne tutkal. Vida ve yapıştırıcı ile masanın kenarına sınır duvarı sabitleyin.
- Sınır duvarının iç yüzeyini süslemek: beyaz dörtte biri katı bırakın; Dörtte biri katı siyah boya; Siyah çizgili dörtte biri Boya; Siyah çevrelerle dörtte biri boyayın.
- Dört "gıda kuleleri" inşa (8 cm x 8 cm x 20 cm; Şekil 1A) bir kare şeklinde beyaz PVC görevinden kesti. Her kulenin tepesine siyah laminat (8 cm x 8 cm) bir parça Tutkal. 54 cm birbirinden ayrı çılgın tutkal ile labirent onları yere sabitleyin.
- Üç "öncesi eğitim yedekte oluşturuners "(5 cm, sırasıyla 10 cm ve 15 cm yüksek, Şekil 1B) bir kare şeklinde beyaz PVC görevinden. Her kulenin tepesine siyah laminat (8 cm x 8 cm) bir parça Tutkal. Bu kuleler sadece önceden eğitim aşamasında (aşağıda açıklanmıştır) sırasında labirent zemine bantlanmış.
- Vidalı üst kapak ile bir siyah opak plastik gıda fincan Tutkal (= siyah boyalı bir şeffaf plastik boncuk kap, 1.75 cm yüksekliğinde ve 3.75 cm çapında) her gıda kulesinin üstüne. Her kapakta üç küçük havalandırma delikleri (3 mm çapında) delin. Delikler sıçan koku ipuçlarını kullanarak "doğru" gıda kule bulamıyor emin olun. Eğitim kulelerinin yüksekliği sıçan bir görsel işaret olarak kapatılmamış gıda kupasını kullanarak "doğru" kule bulamıyor sağlar.
Şekil 1. Açık alanda Kule Ma Fotoğraflarıze (OFTM). (A) sıçan bulmak ve satın alma sırasında sadece bir ödül-baited "eğitim kulesi" dan bir gıda ödül almak, hem de sonraki tüm eğitim ve test edebilir. (B) Üç "pre-eğitim kuleleri" pre-eğitim sırasında labirent arena ortasına yerleştirilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
2. OFTM Maze Odası
- Loş labirent odası aydınlatmak için: 60 W ampul (800 Lümen) ile bir lamba kullanın. Lamba tavana doğru bakacak şekilde, labirentin tarafına yerden 3 ft ve 2 ft yer almaktadır. Bir ses makine kullanarak arka planda (~ 70 dB) beyaz gürültü oynayın.
- Bir videoyu bilgisayarınıza aktarmak için labirent üzerinde tavana bir dijital video kamera monte edin. Bilgisayar izleme gelen labirent ayırmak için bir opak perde asınalanı.
3. Rat Taşıma, Gıda Kısıtlama ve Konut
- Her deneyci yedi gün (günde 4 dk) önce ön eğitim için tüm fareler ele sahip.
- Bir gıda kısıtlı diyet (günde serbest besleme 1 saat) üzerine sıçan yerleştirin. Bu diyet sağlıklı kilo korurken sıçanlar, eğitim sırasında ödülleri almak için motive olmasını sağlar (~ serbest besleme ağırlığının% 90).
- Deney süresi boyunca çift ev fareleri (eğer kullanan kadın). Çifti-ev sahipliği dişi sıçanlar tek ev sahipliği dişi sıçanlarda 12 daha az endişeli.
4. Ön eğitim Prosedürleri
- Içinde gıda ödül (örn meyve tahıl tek parça) yedi kulelerin her kapatılmamış gıda fincan Bait.
- Bulduğu ve kaldırılmadan önce yedi yiyecek ödülleri tüketir kadar rastgele bir konumda labirentin içine bir sıçan yerleştirin.
- Sıçan 10 içinde gıda ödülleri tümünü almak etmezsedk sonra labirent çıkarın ve ertesi gün tekrar öncesi eğitim prosedürlerini verir. Not: diğerleri başlangıçta kulelerin tepesinden yiyecek ödülleri almak için öğrenmek için daha bazı sıçan uzun sürer.
- Bir sıçan almak ve ön eğitimin ilk iki gün içinde kulelerinden yedi yiyecek ödülleri tüketmek yoksa gıda ödülleri alınana kadar, OFTM içinde o fazladan 30 dakika seans verir. Tipik olarak, sıçan bulmak ve bir ya da bu 30 dakika oturumları iki sonra tüm gıda ödülleri tüketecektir.
5. eğitim ve Yanıt eğitim Prosedürleri
- Her sıçan dört başlangıç konumları iki atayın. Aşağıdaki dengeliyor: içinde ve her eğitim günü arasında başlangıç yeri bırakma noktası; (tepki vs yer) öğrenme türü; Tüm yer öğrenenler için "Doğru kule"; ve dönüş her tepki öğrenen (sağdan sola vs.) yapmak için eğitilmiştir.
- Her başlangıcındaEğitim gün gürültü makinede dönüş ve video kayıt programını açın. Maruz "doğru" kule üzerinde gıda ödül bırakarak, dört kule yem ve dört besin bardak üçünü kapsamaktadır.
- Verilen her deneme, (talimatlar için üreticinin kullanım kılavuzuna bakın) video kaydı başlatın, daha sonra atanan başlangıç konumunda labirent sıçan yerleştirin. Sonra, bir bilgisayar monitöründe sıçan davranışlarını gözlemlemek için perde arkasında gidin. Bu ödül alır hemen sonra labirent sıçan kaldırın veya 3 dakika geçtikten sonra ve video kaydı durdurun.
- Yer-öğrenme sıçanlar için, her zaman aynı "doğru" gıda kule kullanın ve iki başlangıç konumlardan birinde sıçan yerleştirin. Bir yer-öğrenci labirent sağlanan mekansal ipuçlarını kullanarak belirli bir konuma bularak OFTM çözer. Örneğin, yem kulesi D (= "doğru" kulesi) ve '3' 2 'başlangıç konumundan sıçan serbest ya da217; veya yem kulesi A (katı sol Şekil 2A oklar) ve başlangıç konumu '1' ya da '4' (Şekil 2A kesik oklar, sol) bir sıçan bırakın.
- Yanıt-öğrenme sıçanlar için, başlangıç konumuna bağlı olarak "doğru" gıda kule geçin. Tepki-öğrenenler labirent bakılmaksızın başlangıç konumu (örneğin, her zaman doğru çevirin), belirli bir dönüş yapmak öğrenerek OFTM çözmek. Örneğin, yem kulesi D ve başlangıç konumundan sıçan bırakın '3', ya da yem kulesi B ve serbest bir başlangıç yerden aynı sıçan '2' (sol Şekil 2B'de katı oklar). Farklı bir sıçan, yem kulesi B ve '1', ya da yem kulesi A konumundan sıçan bırakın ve yerden o sıçan bırakın '4' (kesikli Şekil 2B'de oklar, sol).
- Dekara dört denemeler (12 gün boyunca tüm sıçanlar 48 eğitim denemeleri toplam verin y).
Şekil 2. Tepegöz şematik gösteriliyor Place- ve Tepki-Eğitim ve Test İşlemleri. Bu rakam, aynı zamanda eğitim yeri öğrenen (A, Sol) ve yanıt öğrenicilerin (B, Sol) ve başlangıç ve ödül için başlangıç ve gıda ödül yerleri gösterilmektedir (Sağ, A) yer-öğrenenler için başlangıç yeri anahtarı testi sırasında kullanılan yerleri ve tepki öğrenenlerin (Sağ B). Sayılar bir fare başlangıç konumunu gösterir; gri kareler gıda kuleleri temsil eder; Katı ve kesikli çizgiler baited gıda kulesine etmektedir. Konumları her eğitim durumu içinde denge vardır başlatın. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
- Bütün sıçanlar kendi asimptotik düzeyde gerçekleştirdikten sonra (~ yanıt doğru ilk seçenek% 80) "Start Yeri Testi Anahtarı" öğrenilmiş davranış sebat test etmek yürütmek.
- Yeni bir başlangıç konumları dengelemek (örneğin, daha önce sıçan için kullanılmamıştır başlangıç yerleri).
- Yeni bir başlangıç yerleri ile protokol 5. bölümünde anlatılan her eğitim deneme prosedürlerini izleyin.
- Aslında onun "doğru" kulesi olarak kule D konum '2' veya '3' serbest ve vardı bir yer-öğrenme sıçan için ise hala, yeni bir başlangıç konumu '1' ya da '4' ya rat yerleştirmek canını sıkma kule D (sağda Şekil 2A).
- Başlangıçta konum '2' veya '3' serbest ve B (ödül almak kulelere hakkını açmak öğrenildi bir yanıt-öğrenme sıçan içinsırasıyla D,), yeni bir başlangıç konumu '1' ya da '4' ya sıçan yerleştirin ve hala gıda ödül bulmak için sağa sıçan gerektirecek ya kule A veya C, sırasıyla (yem) Şekil 2B, doğru.
- İki gün boyunca tüm sıçanlar sekiz başlangıç yeri anahtarı test denemeleri (günde dört deneme) yönetin.
7. Veri analizi
- Fareleri eğitimli değil ve bir fare, her deneme "doğru" kule bulmak için yapar yanıtların sayısını sayarak her sıçan puanı video bantlanmış çalışmaların tedavi bilmeyen bir deneyci (üzerinde yukarı yetiştirme sıçan tarafından belirttiler Gıda bardağı).
- Bir sıçan, her eğitim günü içinde ilk seçenek (ilk seçenek doğru yanıt%) üzerine ödül bulur kez yüzde hesaplayın. Eğitim gün boyunca ilk tercihi doğru yanıtların yüzde kullanan öğrenme eğrileri oluşturun. F yüzde kullanınİstatistiksel analiz için IRST seçim doğru cevap.
- Çalışmaların sayısını hesaplayın o (10 üzerinden 8 ardışık çalışmalarda yanıt doğru, yani ilk seçenek) görevi elde etmek için a priori bir dizi kriter ulaşmak için sıçan aldı. A priori bir kriter ulaşamayan analizinden sıçanları hariç.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Burada anlatılan temsili sonuçları önceden Öğrenme ve Bellek, Elsevier 2 Nörobiyoloji yayınlanmıştır. Bu deneyde OFTM yer-ve tepki öğrenme dişi Sprague-Dawley farelerinde kronik ve bisiklet estradiol tedavilerin etkisini test etmek üzere kullanılmıştır (250-300 g; N = 48). OFTM Bu deney yapmak için kullanılan neden iki önemli nedeni vardı. İlk olarak, estradiol yer-ve 7 tepki öğrenme üzerinde farklı etkilere neden olduğu gösterilmiştir. Gonadal hormonlar stresli durumlarda 13 maruz kalan insanlarda farklı etkilere sahip olduğundan İkincisi, bu olmayan bir stresli bir ortamda öğrenme östradiol etkilerini test etmek gerekliydi. Estradiol (10 ug / kg) veya araç solüsyonu (yerfıstığı yağı) Lipatova ve ark., (2014), deney ovariektomi uygulanan dişi sıçanlara günlük olarak subkütanoz enjeksiyonlar olarak. "Sürekli" durumda Rats aldı"Araç" durumda östradiol ve sıçanların günlük enjeksiyonlar araç çözümünün günlük enjeksiyonları aldı. "Bisiklet" durumda Rats östradiol enjeksiyonları diğer günlerde her 4. gün ve araç çözümü verildi. Her durumda yarısı fareler yer eğitim prosedürleri ile eğitilmiş ve yarım tepkisi eğitim prosedürleri ile eğitilmiştir. Altı sıçan kritere a priori bir satın alma ulaşamadı ve böylece analize dahil edilmemiştir. Araç bir yer (Araç-P, n = 9), araç-yanıt (Araç-R, n = 6), sürekli-P (n = 7), sürekli-R (n = 7), Bisiklet: Nihai grup vardı -P (n = 7) ve bisiklet-R (n = 6).
Toplama Kriteri: Tepki-Eğitim vs Yeri-Eğitim
Ön Eğitimden sonra, her bir sıçan OFTM 48 edinimi deneme verildi. A 2 x 3 (eğitim tipi x tedavisi) ANOVA fareler t aldı çalışmaların sayısı kullanılarak yapıldıo Tedavinin önemli bir temel etkisi ortaya önsel satın alma kriterini ulaşmak [F (2, 36) = 5.6, p <0.01] ve eğitim tipi [F (1, 36) = 5.09, p <0.04]. Bir takip testi (HSD) bisiklet östradiol-yedek verilen sıçanlar bisiklet enjeksiyonlar veya araç enjeksiyonlar, p <0.01 verilen sıçanlardan daha yer-öğrenme için satın alma kriterini ulaşmak için daha az denemeler aldı gösterdi. Estradiol tedavisi bu yanıtın öğrenme (Şekil 3) için satın alma kriter ulaşmak için sıçanları aldı çalışmaların sayısı üzerinde hiçbir etkisi yoktu.
Şekil 3. Denemeler Place- ve Tepki-eğitim Criterion. Bu grafik sıçanlarda verilen yerde (siyah çubuklar) ve tepki (beyaz çubuklar) 10 üzerinden 8 ardışık ilk tercihi doğru yanıtları ulaşmak için gereken eğitim için çalışmaların ortalama sayısını gösterir. Dişi sıçanlar verilen bisiklet estradiol replacement sürekli östradiol değiştirme ve araçla tedavi fareler verilen sıçanlardan daha yer-öğrenme için kriter ulaşmak için daha az deneme gereklidir. Farklı tedavi koşulları arasında öğrenme tepki edinimi açısından anlamlı bir fark yoktu. [Lipatova ve ark., 2014 Modifiye ve Elsevier izniyle] Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Yer-Öğrenciler, satın alma
Şekil 4 yer-eğitim verildi araç ve östradiol verilen sıçanlar için satın alma eğrilerini göstermektedir. A 3 x 12 (tedavi x deneme blok) tekrarlanan ölçümler ANOVA eğitim sırasında yükseldiğini performansa deneme bloğu [F (11, 220) = 22.47, p <0.01] önemli bir denek içi etkisini gösterdi. Ayrıca, analizler önemli arası konu etkisi o ortayaf tedavisi [F (1,20) = 3.76, p <0.05] (Şekil 4). Bir takip testi (HSD) sıçanlar verilen bisiklet östradiol tedavisi (Bisiklet-P) 1. seçim doğru çalışmaların yüksek oranlarda araç daha (Araç-P) ve sürekli (Continuous-P) östradiol tedavi sıçanları, p <0.02 olduğunu gösterdi. Araç-P ve Sürekli-P grubu arasında 1. seçim doğru yanıtların yüzde fark yoktu. Bu sonuçlar bisiklet östradiol tedavi yeri-öğrenme satın gelişmiş olduğunu gösterdi.
Yer-Öğrenme. Bu grafik için Şekil 4. Toplama Oranı dört deneme blokları içinde yapılan ilk seçim doğru yanıtların yüzdesi dayalı yer eğitimi verilen sıçanlar için satın alma oranını gösterir. 48 denemeden sonra tüm ratlar ~% 80 ilk tercihi doğru yanıt ulaştı. Bisiklet östradiol yenileriyle değiştirilmesiniement sıçan (Bisiklet-P, beyaz üçgenler) ve araç ile tedavi edilen sıçanlarda (Araç-P; beyaz daireler) yer-öğrenme çok daha hızlı sürekli estradiol yedek sıçanlarda (beyaz kareler Sürekli P) 'den satın aldı. [Lipatova ve ark., 2014 Modifiye ve Elsevier izniyle] Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Tepki Öğrenciler Satın Alma
Şekil 5 araç ve östradiol tedavi edilen sıçanlar verilen tepki eğitimi için satın alma eğrilerini göstermektedir. A 3 x 12 (tedavi x deneme blok) tekrarlanan ölçümler ANOVA eğitim boyunca geliştirilmiş bu performanslarını gösteren, deneme bloğu [F (11, 176) = 12.59, p <0.01] bir denek içi etkisini gösterdi. Ancak, tedavi tipi yanıt öğrenme oranı üzerinde anlamlı bir etkisi olmamıştır.
Tepki-Öğrenme Şekil 5. Toplama Hızı. Bu grafik, dört deneme blokları içinde yapılan ilk seçim doğru yanıtların yüzdesi dayalı müdahale eğitimi verilen sıçanlar için satın alma oranını gösterir. Yanıt ~% 80 ilk tercihi doğru ulaştığı tüm sıçanlar eğitim 48 denemeden sonra. Farklı tedavi koşullarında (, siyah üçgenler vs Sürekli-P, Araç-P vs siyah kareler; siyah daireler Bisiklet-P) üzerinden satın alma oranı açısından anlamlı bir fark yoktu. [Lipatova ve ark., 2014 Modifiye ve Elsevier izniyle] Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Yer-Öğrenciler Konumu Anahtarı başlat
Yer öğrenenler ilk engelli zaman başlangıç lokatyon olursa olsun tedavi, açık. A 2 x 3 (anahtar başlangıç yeri testi x tedavisi ilk deneme bloğu vs orijinal başlangıç konumu son deneme blok) tekrarlı ölçümler ANOVA başlangıç konumu önemli bir etkiye [F (1,18) = 9.68, p ortaya < 0,01] (Şekil 6). Anlamlı bir etkileşim veya arası konular etkisi oldu. Bununla birlikte, daha önceki bulgular, araçla tedavi edilen bir yer-öğrencilerin bir başlangıç konumu anahtarı testi 14 içinde estradiol ile tedavi edilen sıçanlarda daha az bozulmuş olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, ikili karşılaştırmalar orijinal başlangıç konumu ve anahtar başlangıç konumu ilk deneme blokta her grubun son blok arasında 1. seçim yanıtların yüzde karşılaştırmak için yapılmıştır. Estradiol-tedavi sıçanlar kendi orijinal başlangıç konumu, p <0.05 oranla anahtar başlangıç testi sırasında alt 1. seçim tepki yüzdeleri vardı. Önceden bildirildiği gibi, anlamlı declin olduperformans e araç ile tedavi edilen fareler için bulundu. Araç ile tedavi edilen ve östradiol ile tedavi edilen sıçanlarda arasındaki performans farkı anahtarı başlangıç yeri testi (Şekil 6) ikinci deneme bloğuna büyük oldu. A 2 x 3 (anahtar başlangıç yeri x tedavisi ikinci deneme bloğu vs orijinal başlangıç konumu son blok) tekrarlı ölçümler ANOVA başlangıç konumu önemli bir etkisi ortaya [F (1,18) = 20,69, p <0.01] anahtar başlangıç konumu testinin ikinci blokta, araçla tedavi edilen sıçanlarda bu performans sergilemektedir (Şekil 6), uzun bir açık veren orijinal başlangıç konumu performans ve estradiol ile tedavi edilen sıçanlarda aynıdır. İkili karşılaştırmalar Sürekli-P ve Bisiklet-P sıçanlar anlamlı orijinal başlangıç konumu, p <0.01 son gün boyunca kendi performansına göre yeni bir başlangıç konumu ikinci gününde performansı düşürülmüş olduğunu göstermiştir. Tüm sıçanlar pe test seviyesine geçiş öncesi geri döndüOnlar sonradan orijinal başlangıç konumu (Şekil 6) eğitilmiştir rformance. Önemli konu içinde veya arası konular etkisi ortaya Bu bulgu 2 x 3 (anahtar x tedaviden sonra orijinal başlangıç konumu vs anahtarı önce orijinal başlangıç konumu) ile teyit edildi tekrarlanan ölçümler ANOVA.
Şekil 6. Yer-Learners Konum Anahtarı Testi başlatın. Bu grafik başlatma yeri anahtarı sırasında, başlangıç konumu anahtarı (sol panel) önceki son gününde yer-öğrenciler için dört deneme blokta ilk seçenek doğru yanıt yüzdesini göstermektedir Test (orta panel) ve arka orijinal başlangıç konumu (sağ panel) ile. Estradiol tedavi edilen sıçanlar (beyaz kareler beyaz üçgenler) 1. seçim doğru genel alt yüzdeleri vardıAraç ile muamele edilen sıçanların (beyaz daireler) daha tepkileri. [Lipatova ve ark., 2014 Modifiye ve Elsevier izniyle] Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Tepki Öğrenciler Konumu Swit ch başlat
Anahtar başlangıç yeri testi verildiğinde Tepki öğrenenler bozulmaktadır. Önlemler tekrarlanan A 2 x 3 (yeni başlangıç yeri x tedavinin ilk deneme bloğu vs orijinal başlangıç konumu son blok) ANOVA, başlangıç konumu önemli bir etkiye [F (1,16) = 10.28, p <0.01] ortaya hiçbir etkileşim veya tedavi temel etkisi, ancak. Bu nedenle, anahtar başlangıç testinin ilk bloğunda sırasında performansındaki düşüş her tedavi koşulu (Şekil 7) karşısında eşdeğerdir. Ancak, yer-Öğrencilerin durumunda aksine, ikili karşılaştırmalar bu perf ortayaaraçla tedavi sıçanlar bozulmuş performansı, p <0.04 göstermeye devam ederken östradiol ile tedavi yanıtı öğrenen içinde sergilemiş, anahtar başlangıç yeri testinin ikinci deneme bloğuna ön anahtarı test performans seviyesinin kurtarıldı. Bu nedenle, araçla tedavi tepki öğrenenler östradiol ile tedavi tepki öğrencilere kıyasla anahtar başlangıç yeri testinde daha bozuk idi. Tüm fareler, daha sonra kendi orijinal başlangıç konumu (Şekil 7) ile birlikte test edildiğinde performansı test seviyesine geçiş öncesi geri döndü. Bu bulgu tekrarlayan ölçümler ANOVA önemli konu içinde veya arası konular etkilerini ortaya koymamıştır 2 x 3 (anahtar testi x tedaviden sonra orijinal başlangıç konumu vs anahtar testi öncesinde orijinal başlangıç konumu) ile teyit edilmiştir.
Şekil 7. Yer Res Testi Anahtarı Başlangıçponse-öğrenciler. Bu grafik ile geri başlangıç yeri anahtarı testi (orta panel) sırasında başlangıç yeri anahtarı (sol panel) önceki son gününde cevap öğrenenler için dört deneme blokta ilk seçenek doğru yanıt yüzdesi ve göstermek orijinal başlangıç yeri (sağ panel). Estradiol tedavi edilen sıçanlar (siyah kareler ve siyah üçgenler) toplam araç-tedavi edilen sıçanlarda (siyah daireler) daha 1. seçim doğru yanıt yüksek oranlarda vardı. [Lipatova ve ark., 2014 Modifiye ve Elsevier izniyle] Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Sayısız paradigmalar kemirgenlerde öğrenme ve hafıza araştırmak için kullanılabilir ve her deneyci takip etmelidir önemli adımlar vardır. OFTM, bu labirent koşulları (örn içi labirent ve ekstra-labirent ipuçları, loş ışık ve arka plan gürültü seviyesi konumu, eğitim günlük zaman) deney süresince sabit tutulması çok önemlidir. Bu OFTM sürekli performans sağlamak için fare konularda stresi en aza indirmek için de gereklidir. Stres çifti-konut, onları da eğitim öncesinde deneyi rutin kullanım yoluyla dişi sıçanlarda minimumda tutulabilir. Doğru antrenman sırasında ve test bir sıçan performansını puan için (yani, bir sıçan, bir doğru veya yanlış kule seçim yaptığında), sıçan kule ve arka "tırmanmaya" olmalı yeteri kadar uzun boylu gıda kuleleri kullanmak önemlidir Gıda fincan bir ödül almak için. Gıda fincan kapağı sıçan görünmezo kule "tırmanıyor" kadar. Sıçan seçer gıda kulesi, bu nedenle net ve güvenilir deneyci attığı edilebilir. Labirent zemin deneyci sıçan hızı analiz etmek istiyorsa sıçan renk yüksek kontrast akrabası var malzemeden imal edilmelidir katedilen mesafe ve / veya zamanlı video izleme yazılımı kullanarak labirentin belirli bir kısmında geçirdi.
Yerinde ve tepki öğrenme Uzun süreli bellek tutma OFTM görevini kullanarak incelenebilir. 48 eğitim çalışmaların tamamlanmasını takiben, tüm sıçanlar herhangi işleme olmadan evlerinde kafeslerde 21 gün geçirebilirsiniz. Bu 21 günlük süre genellikle uzun süreli bellekten 15-17 tutma test etmek için kullanılır. Fareler hafıza saklama dönemi başında gıda kısıtlama çıkarmış ve daha sonra test öncesinde bir hafta yiyecek kısıtlaması iade edilebilir. Tüm sıçanlar sonra (üç gün boyunca 12 yeniden kazanılması denemeleri alabilireğitim (yeniden kazanılması çalışmalar sırasında günde dört deneme), bu makalede açıklanan protokol) izleyin. Bir deneyci uzun süreli bellek tutma değerlendirmek gerekiyorsa, o zaman fareler 18, 19 unutmadan uzun vadeli bloke eğilimi gibi işleme gibi alma ipuçları, çünkü tutma aralığında ele alınmamalıdır. Tutma aralığı sırasında ele gerektiren deneyler gerekir Bu Karıştırma önlemek için 21 günden fazla bir tutma aralığı kapsayacak şekilde tasarlanabilir. Uzun süreli bellek saklama için testine ek olarak, OFTM aynı zamanda yeni bir labirent kuralı (örneğin, ters öğrenme) öğrenmek için sıçan yeteneğini incelemek için kullanılabilir.
OFTM özellikle uzaysal öğrenmeyi değerlendirmek için tasarlanmış (örneğin, yer-ve tepki öğrenme kemirgenlerde, ancak erişkin Sprague-Dawley rat, bu labirent ile gerçek deneylerde kullanılmıştır. Ancak, kemirgenler diğer türleri kullanmak kesinlikle mümkündür bu diğer sıçan gibi OFTM bölgesisuşu ve fareler. Bu test edilen kişiye boyutuna bağlı olarak yukarı veya aşağı labirent boyutlarını büyütmek için gerekli olabilir, ancak bu aynı zamanda OFTM farklı yaşlardaki kemirgenler test etmek mümkündür. Deneyci, kendi labirent inşa etmek gerekir bu nedenle OFTM, açık piyasada satın mevcut değil. Bu yapı malzemelerinde küçük farklılıklar mevcut protokol açıklanan OFTM (örn, doku ve / veya renk) ya da labirent boyutu sapma önemli ölçüde etkilemesi olası değildir nasıl labirent bir sıçan gerçekleştirdiği; Ancak, bu varsayım test edilmemiştir. Aynı zamanda onlar bir deney başlamadan önce deneyci Pilot çalışmaları yapmak tavsiye edilir.
OFTM mekansal öğrenme davranışsal ve nörobiyolojik mekanizmaları çalışmak için yararlı bir paradigma neden birkaç önemli nedeni vardır. OFTM Morris Su Maze karmaşıklığı benzer; Ancak, sıçan bu görevi yüzmek zorunda değildir. Bu nedenle, OFTMdoğal kemirgenler 10 bir stres yanıtı uyandıran Morris Su Labirent aksine, olmayan bir stresli durumda öğrenmeyi değerlendirmek için de kullanılabilir. Ayrıca, tesadüfen doğru cevabı yapmak için bir sıçan için olasılık T-labirent daha OFTM% 25 daha düşüktür. Ayrıca, yerine (bazı mekansal paradigmalar gereklidir gibi) önceden belirlenmiş yolları sınırlı sayıda tek seçim yapmak zorunda olmak, sıçan navigasyon yolu OFTM sınırlı değildir.
Önceki çalışmalar bu yer-öğrenme hipokampus ve tepki-öğrenme (5 gözden) striatuma bağlıdır bağlıdır göstermiştir. Yer-ve tepki öğrenme arasındaki bu beyin bölgesi ayrımı T-labirent aparatı 4, radyal kol görevini 20, yanı sıra Morris Su Maze 3, 21 ile tespit edilmiştir. Gelecek deneyler olmadığını test etmek için yapılacaktır hipokampus ve striatum OFTM içinde yer-ve tepki-öğrenme için gereklidir. benBu durumda f ek deneyler güvenle vb hormonlar, ilaçlar, diyet olmayan bir stresli bir ortamda hippocampal- vs striatal-bağımlı öğrenme yollarının üzerindeki etkilerini test etmek mümkün olacak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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
- Luine, V., et al. Repeated stress causes reversible impairments of spatial memory performance. Brain Res. 639 (1), 167-170 (1994).
- Lipatova, O., et al. Effects of continuous vs. cycling estrogen replacement on the acquisition, retention and expression of place- and response-learning in the open-field tower maze. Neurobiol Learn Mem. 114, 81-89 (2014).
- Packard, M. G., McGaugh, J. L. Double dissociation of fornix and caudate nucleus lesions on acquisition of two water maze tasks: further evidence for multiple memory systems. Behav Neurosci. 106 (3), 439-446 (1992).
- 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).
- Poldrack, R. A., Packard, M. G. Competition among multiple memory systems: converging evidence from animal and human brain studies. Neuropsychologia. 41 (3), 245-251 (2003).
- Quinlan, M. G., Hussain, D., Brake, W. G. Use of cognitive strategies in rats: the role of estradiol and its interaction with dopamine. Horm Behav. 53 (1), 185-191 (2008).
- Korol, D. L. Role of estrogen in balancing contributions from multiple memory systems. Neurobiol Learn Mem. 82, 309-323 (2004).
- Cole, M. R., Clipperton, A., Walt, C. Place versus response learning in rats. Learn Behav. 35 (4), 214-224 (2007).
- Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur J Pharmaco. 463 (1-3), 3-33 (2003).
- Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behav Brain Res. 198 (1), 247-251 (2009).
- Bowman, R. E., Beck, K. D., Luine, V. N. Chronic stress effects on memory: sex differences in performance and monoaminergic activity. Horm Behav. 43 (1), 48-59 (2003).
- Lunga, P., Herbert, J. 17Beta-oestradiol modulates glucocorticoid, neural and behavioural adaptations to repeated restraint stress in female rats. J Neuroendocrinol. 16 (9), 776-7785 (2004).
- Newhouse, P. A., et al. Estrogen treatment impairs cognitive performance after psychosocial stress and monoamine depletion in postmenopausal women. Menopause. 17 (4), 860-873 (2010).
- Lipatova, O., Toufexis, D. J. Estrogen enhances the retention of spatial reference memory in the open field tower task, but disrupts the expression of spatial memory following a novel start position. Neurobiol Learn Mem. 99, 50-58 (2012).
- Lipatova, O., et al.
- De La Casa, L. G., Timberlake, W. Effects of preexposure and retention interval placement on latent inhibition and perceptual learning in a choice-maze discrimination task. Learn Behav. 34 (2), 193-201 (2006).
- Liang, K. C., et al. Buspirone impaired acquisition and retention in avoidance tasks: involvement of the hippocampus. Chin J Physiol. 41 (1), 33-44 (1998).
- Gisquet-Verrier, P., Alexinsky, T. Does contextual change determine long-term forgetting. Animal Learning and Behavior. 14 (4), 349-358 (1986).
- Gisquet-Verrier, P., et al. Exposure to retrieval cues improves retention performance and induces changes in ACTH and corticosterone release. Psychoneuroendocrinology. 29 (4), 529-556 (2004).
- Packard, M. G., Hirsh, R., White, N. M. Differential effects of fornix and caudate nucleus lesions on two radial maze tasks: evidence for multiple memory systems. J Neurosci. 9 (5), 1465-1472 (1989).
- Devan, B. D., McDonald, R. J., White, N. M. Effects of medial and lateral caudate-putamen lesions on place- and cue-guided behaviors in the water maze: relation to thigmotaxis. Behav Brain Res. 100 (1-2), 5-14 (1999).
