Summary
L'Open-champ Tour Maze (OFTM) est un labyrinthe créé pour étudier les mécanismes comportementaux et neuronaux de l'apprentissage spatial (par exemple, ou la réponse place--learning) chez les rats. Ce labyrinthe est particulièrement utile pour les expérimentateurs qui veulent utiliser un paradigme de labyrinthe non stressant pour enquêter sur l'apprentissage spatial dans leurs recherches.
Abstract
Ce protocole décrit comment l'Open-champ Tour Maze (OFTM) paradigme est utilisé pour étudier l'apprentissage spatial chez les rongeurs. Ce labyrinthe est particulièrement utile pour examiner comment les rats apprennent à utiliser un place- ou la réponse d'apprentissage pour réussir à naviguer dans une arène en plein champ. En outre, ce protocole décrit comment le OFTM diffère des autres paradigmes labyrinthe de comportement qui sont couramment utilisés pour étudier l'apprentissage spatial chez les rongeurs. Le OFTM décrit dans cet article a été adapté de celui décrit précédemment par Cole, Clipperton, et Walt (2007). Plus précisément, le OFTM a été créé pour tester l'apprentissage spatial chez les rongeurs sans l'expérimentateur avoir à examiner comment «stress» pourrait jouer un rôle en tant que facteur de confusion. Des expériences ont montré que le stress-seul peut affecter de manière significative la fonction cognitive 1. La section des résultats représentatifs contient des données à partir d'une expérience qui a utilisé le OFTM pour examiner les effets du traitement de l'estradiol sur place- et la réponse-learning en femelles adultes rats Sprague-Dawley 2. Les études futures seront conçues pour examiner le rôle de l'hippocampe et du striatum en place- et la réponse-learning dans le OFTM.
Introduction
Le champ ouvert tour labyrinthe (OFTM) peut être utilisé pour examiner les mécanismes comportementaux et neurobiologiques de l'apprentissage spatial chez les rongeurs. Surtout, le OFTM permet aux chercheurs d'étudier les deux types d'apprentissage »basé sur la réponse" "place-based» et. Pendant lieu-learning un animal navigue dans un labyrinthe en utilisant les indices spatiaux dans l'environnement (par exemple, une récompense alimentaire est situé à côté d'une balise de haut). Pendant la réponse d'apprentissage de l'animal rend une réponse spécifique de tour indépendamment de sa position par rapport à des indices spatiaux (par exemple, faire un virage à gauche ou à droite pour trouver une récompense alimentaire). Il a été précédemment rapporté que la réponse-learning et le lieu d'apprentissage reposent sur deux systèmes différents de mémoire 3, 4 et la cartographie de leurs mécanismes neuronaux a été une poursuite continue scientifique 2, 5-7. La conception de la OFTM a été adapté de celui décrit précédemment 8.
Ouvertparadigmes de terrain (une composante de la OFTM) sont couramment utilisés pour enquêter sur l'anxiété chez les rongeurs 9. Pendant les rats d'essai typiques ouvertes champ d'anxiété qui passent plus de temps dans le centre de plein champ ont stress et l'anxiété des niveaux inférieurs à rats qui passent plus de temps près du périmètre. Dans le OFTM, un rat doit entrer dans le centre du labyrinthe pour trouver la récompense alimentaire. Par conséquent, la navigation correcte dans le OFTM indique que ces rats sont non-souligné. Une raison pour laquelle les rats sont non-souligné au cours de la formation est parce que contrairement à des tests standard de l'anxiété la formation du OFTM plein champ nécessite phase de pré-formation au cours de laquelle le rat est pré-exposée au labyrinthe sur une longue période de temps. En outre, la formation se produit dans un environnement faiblement éclairé réduire davantage l'aspect anxiogène d'un champ ouvert qui est allumé généralement vives
Une autre caractéristique unique de la OFTM, par rapport à certains autres labyrinthes, est de savoir comment l'apprentissage est mesuré. Expérimentateurs utilisant leMorris Maze eau ou Barnes Maze mesurent généralement l'apprentissage par l'analyse de la longueur de la vitesse et / ou le chemin d'un rat se déplace pour atteindre son emplacement cible. Ces mesures dépendantes peuvent être affectés par des facteurs non-apprentissage, tels que les changements dans l'activité motrice générale d'un rat. Toutefois, les mesures de OFTM apprentissage utilisant la réponse correcte pour cent de premier choix un rat fait pour trouver la récompense alimentaire. Cette mesure est dépendante pas vulnérable aux changements dans la performance du moteur et donc, plus précisément évalue les acquis que les mesures de vitesse et de distance. Néanmoins, l'expérimentateur peut aussi mesurer la vitesse et la distance d'un rat ont voyagé dans le OFTM aide d'un logiciel de suivi vidéo.
Autres labyrinthe-types, tels que le T-labyrinthe, Morris Maze eau et Barnes Maze peuvent être utilisés pour étudier place- et la réponse-apprentissage. Cependant, le OFTM est unique en quelques manières notables. Tout d'abord, la OFTM est un test de comportement plus sensible que le labyrinthe en T, car la OFTM a une chance PERFORMANCEe de 25%, tandis que le labyrinthe en T a une performance de chance de 50%. Deuxièmement, un rat ne peut tourner dans l'une des deux manières dans le labyrinthe en T, mais a libre possibilités de route lors de la navigation dans le OFTM. Troisièmement, contrairement aux tâches Morris Maze eau et Barnes Maze (qui ont des possibilités de routage sans restriction comme le OFTM), des expériences utilisant l'OFTM ne nécessitent pas des rats de naviguer à travers une situation aversif. Les rats sont motivés pour naviguer dans le labyrinthe d'eau de Morris pour échapper à la baignade dans l'eau et ils sont motivés pour naviguer dans le labyrinthe Barnes pour éviter d'être dans un environnement ouvert, brillamment éclairé. Il a été démontré que l'exposition à la piscine de Morris labyrinthe Barnes ou induit la libération de l'hormone de stress (par exemple, la corticostérone) 10 chez les rongeurs. Cependant, les rats naviguer dans le OFTM parce qu'ils sont motivés pour trouver une récompense alimentaire et la formation sont menées avec l'éclairage ambiant faible. Ainsi, le OFTM est une tâche d'appétit non agressive. Les résultats des expériences qui utilisent un m stressantaze paradigme pour examiner les effets de manipulations telles que la drogue, l'hormone, l'exercice ou le régime alimentaire sur les mécanismes d'apprentissage et de mémoire peuvent être difficiles à interpréter en raison de «stress», par lui-même, peut influer sur la fonction cognitive 11.
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Protocol
Ce protocole est approuvé par le soin et l'utilisation des animaux Commission institutionnelle Christopher Newport University.
1. Construction de l'appareil d'OFTM
- Construire le mur d'enceinte (40 cm de haut et 183 cm de diamètre) à partir de trois morceaux de stratifié blanc. Construire le plancher de labyrinthe circulaire (183 cm diamètre) de stratifié noir et le coller sur un dessus de table en plastique. Fixer le mur d'enceinte du bord de la table avec des vis et de la colle.
- Décorez la surface intérieure du mur d'enceinte: Laissez un quart solide blanc; Peindre un solide trimestre noir; Peindre un quart avec des rayures noires; Peindre un quart avec des cercles noirs.
- Construire quatre tours "alimentaires" (8 cm x 8 cm x 20 cm; Figure 1A) découpées dans un poste de PVC blanc en forme de carré. Collez un morceau de stratifié noir (8 cm x 8 cm) au début de chaque tour. Fixez à l'étage de labyrinthe avec crazy glue 54 cm les uns des autres.
- Construire trois «remorque pré-formationERS "(5 cm, 10 cm et 15 cm de hauteur, respectivement, figure 1B) à partir d'un poste de PVC blanc en forme de carré. Collez un morceau de stratifié noir (8 cm x 8 cm) au début de chaque tour. Ces tours sont collées au plancher de labyrinthe que pendant la phase de pré-formation (décrit ci-dessous).
- Coller une tasse opaque alimentaire en plastique noir avec un couvercle vissable (= un récipient en plastique de perles clair peint en noir; 1,75 cm de haut et de 3,75 cm de diamètre) au début de chaque tour de la nourriture. Percez trois petits trous de ventilation (de 3 mm de diamètre) dans chaque couvercle. Les trous veiller à ce que le rat ne peut pas localiser la tour de la nourriture "correct" en utilisant les signaux olfactifs. La hauteur des tours de formation assure que le rat ne peut pas localiser la tour «correcte» en utilisant la coupe de la nourriture non plafonnés comme un repère visuel.
Figure 1. Photographies de l'Open-champ Tour Maze (OFTM). (A) Le rat est capable de trouver et de récupérer une récompense alimentaire à partir de seulement un "tour d'entraînement" de récompense appâtés lors de l'acquisition, ainsi que toute la formation et des tests ultérieurs. "Tours de pré-formation" (B) Trois sont placés dans le centre de l'arène de labyrinthe lors de la pré-formation. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
2. Le OFTM Maze Chambre
- Utilisez une lampe avec une ampoule 60 W (Lumens: 800) pour éclairer faiblement la salle de labyrinthe. La lampe est situé à 3 ft du sol et de 2 pi de la face du labyrinthe, tournée vers le plafond. Jouer bruit blanc dans le fond (~ 70 dB) en utilisant une machine à sons.
- Monter une caméra vidéo numérique au plafond au-dessus du labyrinthe pour transmettre la vidéo à un ordinateur. Suspendez un rideau opaque de séparer le labyrinthe de la surveillance informatiquerégion.
Manipulation 3. Rat, la restriction alimentaire et de logement
- Demandez à chaque expérimentateur gérer tous les rats pendant sept jours (4 min par jour) d'effectuer une pré-de formation préalable.
- Placez rats à un régime alimentaire restreint (1 h d'alimentation libre par jour). Ce régime assure que les rats seront motivés pour récupérer des récompenses lors de la formation, tout en maintenant un poids santé (~ 90% du poids alimentation libre).
- Rats Double-maison (si vous utilisez femelles) pendant toute la durée de l'expérience. Les rats femelles hébergé par paire sont moins anxieux que les rats femelles hébergés individuellement 12.
4. Procédures de pré-formation
- Bait chaque tasse de nourriture non plafonné sur les sept tours avec une récompense alimentaire (par exemple, un morceau de fruit céréales) à l'intérieur.
- Placez un rat dans le labyrinthe dans un endroit aléatoire jusqu'à ce qu'il trouve et consomme tous les sept récompenses alimentaires avant qu'il soit enlevé.
- Si le rat ne récupère pas toutes les récompenses alimentaires dans les 10min, puis retirez-le du labyrinthe et donner les procédures de pré-formation de nouveau le jour suivant. Remarque: certains rats vont prendre plus de temps que d'autres à apprendre d'abord à récupérer les récompenses alimentaires à partir du haut des tours.
- Si un rat ne récupère pas et de consommer tous les sept récompenses alimentaires des tours dans les deux premiers jours de pré-formation, donner des séances de 30 min supplémentaires dans le OFTM jusqu'à ce que les récompenses alimentaires sont récupérés. Typiquement, le rat va trouver et consommer toutes les récompenses alimentaires après un ou deux de ces sessions de 30 min.
5. Procédures Lieu-formation et de l'intervention de formation
- Attribuez à chaque rat deux des quatre points de départ. Contrebalancer la suivante: l'emplacement de départ point de presse à l'intérieur et entre chaque journée de formation; le type d'apprentissage (lieu vs réponse); la "tour correct» pour toutes les apprenantes et apprenants; et le tour chaque réponse-apprenant est formé pour faire (à droite contre gauche).
- Au début de chaqueTraining Day tour sur la machine de bruit et ouvrez le programme d'enregistrement vidéo. Bait tous les quatre tours et couvrir trois des quatre tasses de nourriture, laissant la récompense de la nourriture sur la tour «correcte» exposée.
- A chaque essai donné, commencer l'enregistrement vidéo (voir le manuel d'utilisation du fabricant pour les instructions), puis placez le rat dans le labyrinthe à sa position de départ attribuée. Ensuite, allez derrière le rideau d'observer le comportement du rat sur un écran d'ordinateur. Retirer le rat du labyrinthe immédiatement après il récupère la récompense ou après 3 min ont passé et arrêter l'enregistrement vidéo.
- Pour les rats place d'apprentissage, utiliser toujours le même tour de la nourriture "correct", et placez le rat dans l'un des deux points de départ. Un lieu-apprenant résout le OFTM en trouvant un emplacement spécifique en utilisant les indices géographiques prévues dans le labyrinthe. Par exemple, les appâts tour D (= la tour "correcte") et relâchez le rat de l'emplacement de démarrage «2» ou «3217; (flèches pleines sur la figure 2A, à gauche), ou la tour d'appâts A et libérer un rat de l'emplacement de départ '1' ou '4' (flèches en pointillés dans la figure 2A, à gauche).
- Pour les rats de réponse-learning, passer la tour de la nourriture "correct" en fonction de l'emplacement de départ. RÉPONSE apprenants résoudre le OFTM en apprenant à faire un tour spécifique (par exemple, toujours tourner à droite), indépendamment de son emplacement de départ dans le labyrinthe. Par exemple, les appâts tour D et libérer le rat de l'emplacement de départ '3', ou la tour appât B et libèrent ce même rat à partir d'une position de départ '2' (flèches pleines dans la figure 2B, à gauche). Pour un rat différente, appâts tour B et libérer le rat de l'emplacement «1», ou la tour d'appâts A et libérer ce rat de l'emplacement '4' (pointillés flèches sur la figure 2B, à gauche).
- Donner à tous les rats un total de 48 essais de formation dans 12 jours (quatre essais par da y).
Figure 2. Représentation schématique PLACE- et réponse-formation et les procédures d'essai généraux. Ce chiffre montre le début et la récompense alimentaire emplacements pour formation Place-apprenants (A, à gauche) et les apprenants de réponse (B, à gauche), et aussi le début et de récompense emplacements utilisés lors de l'essai de l'interrupteur de position de départ pour les lieux-apprenants (A, à droite) et les apprenants de réponse (B, droite). Les chiffres indiquent l'emplacement de départ d'un rat; carrés gris représentent tours alimentaires; lignes solides et en pointillés indiquent la tour alimentaire appâté. Commencez endroits sont compensés au sein de chaque état de la formation. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
- Après tous les rats performer à leur niveau asymptotique (~ 80% de premier choix correct de répondre) effectuer un "Point de départ commutateur Test" pour tester la persistance du comportement appris.
- Contrebalancer les nouveaux points de départ (à savoir, les points de départ qui n'a pas été précédemment utilisés pour le rat).
- Suivez les procédures pour chaque essai de formation décrit dans la section 5 du protocole avec les nouveaux points de départ.
- Pour un rat de lieu d'apprentissage qui à l'origine a été libéré de l'emplacement «2» ou «3» et eu tour D comme sa tour «correcte», placer le rat dans l'un de la nouvelle position de départ '1' ou '4', tout en tour appâtage D (figure 2A, à droite).
- Pour un rat de réponse d'apprentissage qui a été initialement libéré de emplacement "2" ou "3" et a appris à tourner à droite pour recevoir la récompense (sur les tours Bet D, respectivement), placez le rat dans l'un de la nouvelle position de départ '1' ou '4' et de l'appât soit la tour A ou C, respectivement (ce qui exigerait encore le rat de tourner à droite pour trouver la récompense alimentaire) Figure 2B, à droite.
- Administrer tous les rats huit interrupteur de démarrage de l'emplacement des essais de test à travers deux jours (quatre essais par jour).
Analyse des données 7.
- Vous avez déjà un expérimentateur qui n'a pas formé rats et ne sait pas le traitement de chaque score de rat essais de bande vidéo en comptant le nombre de réponses d'un rat déploie pour trouver la tour «correcte» à chaque essai (indiquée par le rat se cabrant sur tasse alimentaire).
- Calculer le pour cent de fois qu'un rat trouve la récompense sur son premier choix (% du premier choix réponses correctes) à l'intérieur de chaque jour d'entraînement. Construire des courbes à l'aide du premier choix pour cent de réponses correctes à travers différents jours de formation d'apprentissage. Utilisez le pour cent de fchoix IRST réponse correcte pour l'analyse statistique.
- Calculer le nombre d'essais qu'il a fallu le rat pour atteindre l'ensemble a priori critère d'acquérir la tâche (par exemple, premier choix correct de répondre sur 8 des 10 essais consécutifs). Exclure les rats de l'analyse qui ne parviennent pas au critère a priori.
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Representative Results
Les résultats décrits ici représentatives ont déjà été publiés dans la neurobiologie de l'apprentissage et la mémoire, Elsevier 2. Dans cette expérience, la OFTM a été utilisé pour tester les effets des traitements d'estradiol chroniques et à vélo sur place- et la réponse-learning dans les rats Sprague-Dawley (250 à 300 g; n = 48). Il y avait deux raisons importantes pour lesquelles l'OFTM a été utilisé pour réaliser cette expérience. Tout d'abord, l'estradiol a été montré pour induire des effets différentiels sur l'apprentissage et la réponse place--7. Deuxièmement, il était nécessaire de tester les effets de l'estradiol sur l'apprentissage dans un environnement non stressant, parce que les hormones gonadiques ont des effets différentiels chez les personnes exposées à des situations stressantes 13. Dans les injections sous-cutanées quotidiennes Lipatova et al. (2014) ayant subi une ovariectomie expérimenter des rats femelles ont été administrés de l'estradiol (10 pg / kg) ou une solution de véhicule (huile d'arachide). Rats à la condition "en continu" reçusdes injections quotidiennes de l'estradiol et des rats dans la condition "véhicule", ont reçu des injections quotidiennes de la solution de véhicule. Rats à la condition "vélo" ont reçu des injections d'estradiol tous les jours et le véhicule solution 4 e sur les autres jours. La moitié des rats dans chaque condition ont été formés aux procédures de lieu de formation et de la moitié ont été formés aux procédures réponse-formation. Six rats n'a pas atteint l'acquisition a priori critère et ont donc pas été inclus dans l'analyse. Les derniers groupes étaient: Véhicule-Place (véhicule-P; n = 9), véhicule d'intervention (véhicules-R; n = 6), continue-P (n = 7), continue-R (n = 7), cyclisme -P (n = 7) et vélo-R (n = 6).
Acquisition de critère: Lieu-Formation vs Réponse-Formation
Après le pré-formation, chaque rat a été donné 48 essais d'acquisition sur le OFTM. A 2 x 3 (type de formation x traitement) ANOVA a été réalisée en utilisant le nombre d'essais, les rats ont to atteindre le critère a priori d'acquisition, qui a révélé un effet principal significatif du traitement [F (2, 36) = 5,6, p <0,01] et le type de formation [F (1, 36) = 5,09, p <0,04]. Un essai de suivi (HSD) a montré que les rats ayant reçu le cyclisme estradiol-remplacement ont pris moins d'essais pour atteindre le critère d'acquisition de lieu-apprentissage que les rats ayant reçu des injections de cyclisme ou des injections de véhicules, p <0,01. Traitement Estradiol eu aucun effet sur le nombre d'essais qu'il a fallu les rats pour atteindre le critère d'acquisition pour la réponse apprentissage (Figure 3).
Figure 3. Essais de critère pour Place- et réponse-formation. Ce graphique montre le nombre moyen d'essais pour les rats de lieu donné (barres noires) et d'intervention (barres blanches) la formation nécessaire pour atteindre 8 sur 10 First Choice bonnes réponses consécutives. Des rats femelles cycliste déterminé estradiol rement requis moins d'essais pour atteindre critère de lieu d'apprentissage que les rats donnés remplacement d'estradiol continue et les rats traités avec le véhicule. Il n'y avait aucune différence significative dans la réponse acquisition de l'apprentissage dans les différentes conditions de traitement. [Modifié à partir Lipatova et al. 2014 et réimprimé avec la permission d'Elsevier] S'il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Acquisition de la Place-des apprenants
La figure 4 montre les courbes d'acquisition pour le véhicule et les rats d'estradiol-traités qui ont été donnés lieu de formation. A 3 x 12 (traitement x bloc d'essai) à mesures répétées ANOVA ont révélé un effet significatif au sein-objet du bloc d'essai [F (11, 220) = 22,47, p <0,01], indiquant que la performance améliorée au cours de la formation. En outre, les analyses ont révélé une importante entre les sujets effet of traitement [F (1,20) = 3,76, p <0,05] (Figure 4). Un essai de suivi (HSD) a montré que les rats ayant reçu de traitement de l'estradiol de cyclisme (vélo-P) ont des pourcentages plus élevés de 1 er choix essais corrects de véhicule (Vehicle-P) et en continu (Continuous-P) estradiol chez les rats traités, p <0,02. Il n'y avait aucune différence dans le pour cent de 1 er choix de réponses correctes entre le véhicule-P et P continue-groupe. Ces résultats ont montré que le traitement de vélo estradiol acquisition de lieu d'apprentissage amélioré.
Figure 4. Taux d'acquisition pour Lieu-apprentissage. Ce graphique montre le taux d'acquisition pour les rats donnés lieu de formation basée sur le pourcentage de réponses correctes premiers choix effectués dans des blocs de quatre essais. Après 48 essais, tous les rats ont atteint ~ 80% de premier choix correct de répondre. Cyclisme estradiol remplacement rats (vélo-P; triangles blancs) Acquis Lieu-apprentissage nettement plus rapide que les rats continues de remplacement de l'estradiol (Continuous-P; carrés blancs) et les rats traités avec le véhicule (Vehicle-P; cercles blancs). [Modifié à partir Lipatova et al. 2014 et réimprimé avec la permission d'Elsevier] S'il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Acquisition en réponse apprenants
La figure 5 montre des courbes d'acquisition pour le véhicule et les rats traités d'estradiol-réponse donné la formation. A 3 x 12 (traitement x bloc d'essai) à mesures répétées ANOVA ont révélé un effet intra-sujet du bloc d'essai [F (11, 176) = 12,59, p <0,01], montrant que la performance améliorée tout au long de la formation. Cependant, le type de traitement n'a eu aucun effet significatif sur le taux de l'apprentissage de réponse.
Figure 5. Taux d'acquisition pour Response-Learning. Ce graphique montre le taux d'acquisition de rats ayant reçu une formation de réponse basé sur le pourcentage de réponses correctes premiers choix effectués dans des blocs de quatre essais. Après 48 épreuves de la formation de tous les rats atteint ~ 80% de premier choix correct de répondre. Il n'y avait pas de différence significative dans le taux d'acquisition dans les différentes conditions de traitement (vélo-P; triangles noirs vs continue-P; carrés noirs vs Véhicule-P; cercles noirs). [Modifié à partir Lipatova et al. 2014 et réimprimé avec la permission d'Elsevier] S'il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Lieu de départ Switch in Place-apprenants
Place-les apprenants ont été dépréciés initialement lorsque le lo de départcation a été activée, indépendamment du traitement. A 2 x 3 (dernier bloc du procès sur l'emplacement de départ d'origine par rapport au premier bloc d'essai sur le début de l'interrupteur essai de localisation x traitement) des mesures répétées ANOVA a révélé un effet significatif de la position de départ [F (1,18) = 9,68, p < 0,01] (figure 6). Il n'y avait aucune interaction significative ou l'effet inter-sujets. Cependant, les résultats antérieurs ont montré que les apprenants de lieux traités avec le véhicule avec facultés affaiblies sont moins que les rats d'estradiol-traitée au cours d'un test de commutateur de position de départ 14. Par conséquent, les comparaisons par paires ont été effectuées pour comparer pour cent des 1 er choix de réponses entre le dernier bloc de chaque groupe sur le lieu de départ initial et le premier bloc d'essai sur le lieu de départ de l'interrupteur. Estradiol rats traités avaient 1 st pourcentages de réponse de choix inférieurs pendant l'essai de démarrage du commutateur par rapport à leur position de départ originale, p <0,05. Comme indiqué précédemment, il n'y avait pas significatif Decline trouvé dans la performance des rats traités avec le véhicule. La différence de performance entre les rats traités avec le véhicule et d'estradiol-traité est devenu plus important sur le second bloc d'essai de l'essai de lieu de départ de commutation (figure 6). A 2 x 3 (dernier bloc de l'emplacement de départ d'origine par rapport au deuxième bloc d'essai sur l'interrupteur Marche emplacement x traitement) de mesures répétées ANOVA a révélé un effet significatif de la position de départ [F (1,18) = 20,69, p <0,01] (Figure 6), montrant que la performance chez les rats traités avec le véhicule sur le deuxième bloc de l'essai de l'emplacement de départ de l'interrupteur était le même que leur performance sur le lieu de départ original et rats d'estradiol-traitée affiché un déficit prolongé. Les comparaisons par paires ont montré que continue-P et vélo-P rats avaient considérablement réduit les performances de la deuxième journée de la nouvelle position de départ par rapport à leur performance au cours de la dernière journée de la position de départ originale, p <0,01. Tous les rats sont retournés à des niveaux de test de commutation pré-PErformance quand ils ont ensuite été formés sur leur lieu de départ originale (figure 6). Ce constat a été confirmé avec un (emplacement de départ d'origine avant commutateur vs. emplacement de départ d'origine après traitement) commutateur x 2 x 3 ANOVA à mesures répétées qui ont révélé aucun effet significatif intra-sujet ou entre-sujets.
Figure 6. Lieu de départ commutateur Test de Place-apprenants. Ce graphique montre le pourcentage de premier choix réponses correctes en blocs de quatre essais pour la Place-des apprenants sur le dernier jour avant le commutateur de position de départ (panneau de gauche), lors du passage de la position de départ test (panneau du milieu) et le dos avec l'emplacement de départ originale (panneau de droite). Estradiol rats traités (carrés blancs et triangles blancs) avaient pourcentages globaux inférieurs de 1 er choix correctRéponses que les rats traités avec le véhicule (cercles blancs). [Modifié à partir Lipatova et al. 2014 et réimprimé avec la permission d'Elsevier] S'il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Lieu de départ Swit ch dans apprenants réponse
RÉPONSE apprenants ont été dépréciées lorsqu'il est administré le test d'emplacement de départ de l'interrupteur. A 2 x 3 (dernier bloc de l'emplacement de départ d'origine par rapport au premier bloc d'essai du nouvel emplacement de départ x traitement) des mesures répétées ANOVA a révélé un effet significatif de la position de départ [F (1,16) = 10,28, p <0,01], mais aucune interaction ou l'effet principal du traitement. Par conséquent, la baisse de la performance au cours du premier bloc de l'essai de démarrage du commutateur était équivalente dans chaque condition de traitement (figure 7). Cependant, à la différence dans le cas de Place-apprenants, les comparaisons par paires ont révélé que perfORMANCE en réponse apprenants d'estradiol-traité récupéré pré-commutateur de niveau de performance de test sur le second bloc d'essai de l'essai de l'emplacement de début de commutateur, alors que les rats traités avec le véhicule ont continué à montrer une diminution du rendement, p <0,04. Par conséquent, la réponse apprenants traités par un véhicule avec facultés affaiblies étaient plus sur le test de l'emplacement de démarrage du commutateur de réponse apprenants d'estradiol-traitée. Tous les rats sont revenues aux niveaux de test de performance-commutateur pré quand ils ont ensuite été testées avec leur position de départ originale (figure 7). Ce constat a été confirmé avec un (emplacement de départ d'origine avant le test de commutateur vs. emplacement de départ d'origine après le test de contact x traitement) 2 x 3 mesures répétées ANOVA n'a pas révélé d'effets significatifs au sein-sujet ou inter-sujets.
Figure 7. Lieu de départ Commutateur test pour ResPonse-apprenants. Ce graphique indiquent le pourcentage de First Choice réponses correctes en blocs de quatre essais pour les apprenants de réponse sur le dernier jour avant le commutateur de position de départ (panneau de gauche), lors de l'essai de l'interrupteur de position de départ (panneau du milieu) et à l'arrière avec le Lieu de départ originale (panneau de droite). Estradiol rats traités (carrés noirs et triangles noirs) avaient globale des pourcentages plus élevés de 1 er choix de réponses correctes que les rats traités avec le véhicule (cercles noirs). [Modifié à partir Lipatova et al. 2014 et réimprimé avec la permission d'Elsevier] S'il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
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Discussion
De nombreux paradigmes peuvent être utilisés pour étudier l'apprentissage et la mémoire chez les rongeurs, et chacun a des étapes importantes que les expérimentateurs devraient suivre. Dans le OFTM, il est important que les conditions de labyrinthe (par exemple, la position du labyrinthe, intra et extra-labyrinthe indices, éclairage tamisé et le niveau de bruit de fond, le temps quotidien de la formation) sont maintenus constants pendant toute la durée de l'expérience. Il est également nécessaire de minimiser le stress chez les sujets de rat pour assurer des performances en continu la OFTM. Le stress peut être maintenu à un minimum chez les rats femelles par paire abritant eux et aussi à travers les manipulations de routine par les expérimentateurs avant la formation. Afin de marquer précisément la performance d'un rat pendant l'entraînement et de test (par exemple, quand un rat fait un choix de la tour correcte ou incorrecte), il est important d'utiliser des tours alimentaires qui sont assez grand de sorte que le rat doit "monter" la tour et à l'arrière sur la coupe de la nourriture pour récupérer une récompense. Le couvercle de la coupelle de nourriture ne soit pas visible pour le ratjusqu'à ce qu'il "monte" la tour. La tour de la nourriture que le rat choisit, par conséquent, est sans ambiguïté et peut être fiable marqué par l'expérimentateur. Le plancher de labyrinthe doit être construit à partir de matériaux qui a fort contraste par rapport à la couleur du rat si l'expérimentateur veut analyser la vitesse du rat, la distance parcourue et / ou le temps passé dans une partie spécifique du labyrinthe en utilisant un logiciel de suivi vidéo.
Conservation de la mémoire à long terme du lieu et de l'apprentissage de réponse pourrait être examinée à l'aide de la tâche de OFTM. Après l'achèvement de 48 essais de formation, tous les rats peuvent passer 21 jours dans leurs cages à domicile sans aucune manipulation. Cet intervalle de 21 jours est couramment utilisé pour tester la rétention d'une mémoire à long terme de 15 à 17. Les rats pourraient être prises hors restriction alimentaire au début de cette période de conservation de la mémoire et par la suite retournés à la restriction alimentaire une semaine avant le test. Tous les rats pourraient alors recevoir 12 essais de réacquisition sur trois jours (quatre essais par jour) de la formation (pendant les essais de réacquisition, suivre le protocole décrit dans ce manuscrit). Si un expérimentateur doit évaluer la rétention de la mémoire à long terme, puis les rats ne doivent pas être traitées au cours de l'intervalle de rétention parce indices de récupération, telles que la manipulation, ont tendance à bloquer à long terme oublier 18, 19. Les expériences qui nécessitent la manipulation pendant l'intervalle de rétention devrait être conçu pour inclure un intervalle de rétention de plus de 21 jours pour éviter ce confondre. En plus des essais de rétention de la mémoire à long terme, le OFTM peut également être utilisé pour examiner la capacité de rat d'apprendre une nouvelle règle de labyrinthe (par exemple, l'inversion d'apprentissage).
Le OFTM a été conçue pour évaluer spécifiquement l'apprentissage spatial (adultes par exemple, et la réponse place- apprentissage chez les rongeurs, mais seulement rats Sprague-Dawley ont été utilisés dans des expériences réelles avec ce labyrinthe. Cependant, il est certainement possible d'utiliser d'autres types de rongeurs dans le OFTM, comme autre ratsouches et les souris. Il est également possible de tester les rongeurs d'âges différents dans le OFTM, bien qu'il puisse être nécessaire de réduire les dimensions de labyrinthe haut ou le bas en fonction de la taille du sujet testé. Le OFTM est pas actuellement disponible à l'achat sur le marché libre, alors expérimentateurs devront construire leur propre labyrinthe. Il est peu probable que des différences mineures dans les matériaux de construction (par exemple, la texture et / ou couleur) ou labyrinthe taille déviation de la OFTM décrit dans le présent Protocole influencer de manière significative la façon dont A Effectue de rat dans le labyrinthe; Cependant, cette hypothèse n'a pas été testé. Il est également recommandé que les expérimentateurs font du travail de pilote avant de commencer une expérience.
Il ya quelques raisons notables pourquoi le OFTM est un paradigme utile pour étudier les mécanismes comportementaux et neurobiologiques de l'apprentissage spatial. Le OFTM est similaire dans la complexité du labyrinthe d'eau de Morris; Toutefois, le rat est pas obligé de nager dans cette tâche. Ainsi, la OFTMpeut être utilisé pour évaluer l'apprentissage dans une situation non stressante, contrairement à l'eau Maze Morris qui évoque intrinsèquement une réaction de stress chez les rongeurs 10. En outre, la probabilité pour un rat de faire une bonne réponse par hasard est inférieure de 25% dans le OFTM que dans un labyrinthe en T. Aussi, plutôt que d'être contraints de faire un choix à partir d'un nombre limité de trajets prédéterminés (comme cela est nécessaire dans certains paradigmes spatiales), le chemin de navigation du rat ne se limite pas dans le OFTM.
Des études antérieures ont montré que lieu d'apprentissage dépend de l'hippocampe et de la réponse apprentissage dépend du striatum (revue dans 5). Ce cerveau-région distinction entre place- et la réponse-learning a été trouvé en utilisant l'appareil T-labyrinthe 4, une tâche à bras radial 20, ainsi que le labyrinthe d'eau de Morris 3, 21. Les expériences futures seront menées afin de tester si le hippocampe et le striatum sont nécessaires pour place- et la réponse-learning dans le OFTM. jef tel est le cas, des expériences supplémentaires seront en mesure de tester en toute confiance les effets que les hormones, médicaments, alimentation, etc. ont sur hippocampal- vs parcours d'apprentissage du striatum-dépendantes dans un environnement non stressant.
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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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