Abstract
قد وظف البحوث السريرية مجموعة متنوعة من نماذج لتقييم التدهور المعرفي، التي تستهدف عادة المكانية قدرات التعلم والذاكرة. ومع ذلك، مصلحة في العمليات المعرفية من الأنواع nonmodel، عادة ضمن السياق البيئي، كما أصبحت مجال للدراسة. على وجه الخصوص، مصلحة في العمليات المعرفية في الزواحف ينمو على الرغم من أن الدراسات التجريبية على الإدراك الزواحف متفرق. وقد استخدمت بعض الدراسات الزواحف التي تم اختبارها تجريبيا للتعلم المكاني والذاكرة نماذج القوارض المعدلة للاستخدام في الزواحف. ومع ذلك، من الناحية البيئية يجب أن تؤخذ جوانب هامة من علم وظائف الأعضاء والسلوك من هذه المجموعة التصنيفية في الاعتبار عند اختبار لمعرفة تستند مكانيا. هنا، نحن تصف تعديلات على اليابسة بارنز متاهة وما يرتبط بها من بروتوكول الاختبار التي يمكن أن تحسن الأداء عند التحقيق من أجل التعلم المكاني والقدرة الذاكرة في الزواحف squamate الصغيرة. نموذج وصف والمؤيداستخدمت cedures بنجاح مع السحالي الذكور مبقع الجانب (يوتا stansburiana)، مما يدل على أن التعلم المكاني والذاكرة يمكن تقييمها في هذه المجموعة التصنيفية مع جهاز والبروتوكول ذي الصلة من الناحية البيئية.
Introduction
العديد من الأمراض العصبية مثل الزهايمر الحاضر مع انخفاض تدريجي في القدرة المعرفية، وبالتزامن عادة مع تدهور الدماغ 1-4. لاختبار تأثير إصابات الدماغ وتدهور على العمليات المعرفية، قد وظف البحوث السريرية مزايا أنواع القوارض نموذج وتوحيد أجهزة الاختبار وبروتوكول. على وجه الخصوص، وقد تم تقييم عمليات التعلم والذاكرة المكانية عن طريق عدة نماذج قياسية مثل متاهة موريس المائية، بارنز المتاهة، متاهة وذراع شعاعي (لإجراء مراجعة شاملة لهذه النماذج وغيرها، انظر 5،6). وقد أثبت التاريخ الغني لهذه التعلم والذاكرة النماذج المكانية ناجحة تماما، مما يسمح للباحثين لفهم العديد من جوانب والفروق الدقيقة في العلاقة بين الذاكرة البشرية، وظيفة الدماغ، والأمراض.
في حين تقييم العمليات المعرفية تم فحصه في الأبحاث السريرية لتركه بعض الوقت، البحوث الموجهة نحو قدرات المعرفية من الأنواع nonmodel هو جديد نسبيا. الباحثون دراسة الإدراك في الأنواع nonmodel مهتمون عادة في أهمية إيكولوجية وتطورية من العمليات المعرفية، ولا سيما في سياق البقاء والتكاثر. وقد اقترحت بعض الدراسات في الزواحف التي قدراتهم المعرفية المتقدمة، ولا سيما الذاكرة المكانية، قد تكمن وراء بعض السلوكيات، ولا سيما تلك المتعلقة الملاحة والتوجيه. ومع ذلك، بينما أظهرت العديد من الدراسات أن الزواحف يمكن إعادة توجيه بعد نزوح 7،8، لم يتم حتى الآن مثار الآليات المعرفية السلوك إعادة توجيه الأساسي على حدة. وبسبب هذا، وقد حاولت بعض الدراسات لتقييم التجربة على أهمية التعلم المكاني والذاكرة أثناء التنقل 9-17. منهجية في هذه الدراسات على غرار الغالب بعد النماذج والبروتوكولات القوارض أو تعديل في بعض الأحيان للاستخدام في الزواحف، ولكن هذه الدراساتلقد كان نجاح متغير في تقييم الذاكرة المكانية. وقد أظهرت بعض الدراسات التعلم المكاني والذاكرة في بعض الأنواع 11-17 بينما وجدت دراسات أخرى أي دليل على هذا 9،10. وهكذا، فإن دور أو وجود التعلم المكاني والذاكرة أثناء التنقل في الزواحف لا يزال غير واضح.
ومن المسائل التي قد يكون مشكلة عند تقييم التجربة التعلم المكاني والذاكرة في الزواحف هي أهمية بيئية مهمة. الزواحف هي مجموعة تصنيفية خاصة تختلف تماما عن القوارض، مما يدل على تفاوت كبير في البيئة، والسلوك، وعلم وظائف الأعضاء. الاختلافات في السلوك عبر الأنواع الزواحف يمكن ان تؤثر تقييم القدرات المعرفية الفضائية، ولا سيما إذا كان النموذج المستخدمة لا الاستفادة من السلوك الطبيعي. على سبيل المثال، في الأنواع التي تسعى عادة ملجأ في الشقوق الصغيرة، والقدرات المكانية يمكن تقييمها بسهولة باستخدام بارنز المتاهة في حين قد لا تكون هذه المتاهة واختيار النموذج المثاليفي الأنواع التي تبقى عادة بلا حراك. وبالمثل، فإن معظم الزواحف squamate ليست المائية، وبالتالي قد لا يكون متاهة موريس المائية اختيار مناسب لاختبار التعلم المكاني والذاكرة (ولكن انظر 15)؛ ومع ذلك، قد تكون هذه المتاهة خيارا مثاليا لاختبار القدرات المكانية في السلاحف 16. وأخيرا، يجب أخذها في الاعتبار وظائف أعضاء هذه المجموعة، كما الزواحف هي ectothermic والسليم صيانة درجات الحرارة، وخاصة من الركيزة، يجب النظر أثناء إجراء الاختبار.
استخدمت البروتوكول ونموذج المعروضة هنا للتحقيق التعلم المكاني والذاكرة في السحالي-مبقع جانب الكبار (يوتا stansburiana) 13، سحلية صغيرة أن يهرب عادة من الحيوانات المفترسة في الشقوق الصغيرة في الصخور 18. معرفة هذا الجانب من التاريخ الطبيعي وسلوك الأنواع، استخدمنا تعديل المتاهة بارنز التقليدية لاختبار التعلم المكاني والذاكرة. المتاهة ط بارنزسا متاهة الأراضي الجافة وعادة ما تستخدم لاختبار الإدراك المكاني في نماذج القوارض. نحن تعديل متاهة لدينا في عدة طرق من المتاهة القوارض، في كل من تصميم وبروتوكول (هو موضح أدناه). لدينا متاهة تتكون من منصة دائرية مع 10 حفرة مسافة واحدة من بعضها البعض على طول محيط منصة (الشكل 1). بروتوكول الموصوفة هنا ينطوي على موضوع المشاركة في التجارب التدريب لمعرفة مكان وجود ثقب الهدف، ثم، وبمجرد أن يتعلم موضوع موقع الحفرة الهدف، يتم استخدام المحاكمة التحقيق للتأكد من استخدام الذاكرة المكانية أثناء التنقل إلى الهدف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد وافق جميع الإجراءات التي ولاية بنسلفانيا جامعة المؤسسي رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام (IACUC - معرف بروتوكول: 43242)، وانضمت إلى جميع المحلية، والدولة، والأنظمة الاتحادية.
1. إعداد
- شراء أو بناء المتاهة بارنز، مؤكدا والحجم أن الثقوب الهدف بشكل مناسب لهذا النوع من الاهتمام. لهذا البروتوكول، استخدم سبعة السحالي-مبقع جانب الكبار (يوتا stansburiana). تحديد حجم العينة المناسب للدراسات باستخدام الأنواع الأخرى.
- إذا بناء المتاهة بارنز، شراء أي معيار، مائدة مستديرة غير مسامية (106 سم في القطر)، مرتفعة 76.2 سم عن الأرض.
- باستخدام شريط قياس، بمناسبة 10 نقاط متساوية البعد متباعدة 26 سم بعيدا حول محيط الطاولة و6.35 سم من حافة الطاولة. استخدام 10 ثقوب في حين متاهات القوارض وعادة ما يكون أكثر الثقوب. القيام بذلك يسمح للانخفاض في عدد من الخيارات الهروب.
- استخدام القليل ثقب رأى (2.54سم في القطر)، حفر من جميع الثقوب الهدف 10 والرمل أي حواف حادة.
- جبل أربعة أوتاد الدعم الرف تحت كل ثقب مع المسامير، وذلك باستخدام العلبة المنزل كدليل لأبعاد.
- وضع المتاهة في غرفة هادئة مع إضاءة في سماء المنطقة مشرقة والاشارات المكانية المتاحة للملاحة (الأبواب، وخزانات، وما إلى ذلك).
- شن التركيز التلقائي، وعدسة واسعة الزاوية كاميرا ويب (11.3 سم × 3.99 سم) أو غيرها من الكاميرا المناسبة مباشرة فوق المتاهة. كن على يقين من أن مجال الرؤية من خدمة الفيديو يشمل المتاهة بأكملها.
- ضع الكمبيوتر وكرسي مراقب 1 متر على الأقل من المتاهة.
- بمناسبة الساقين من المتاهة على الأرض مع علامة دائمة أو الشريط. وهذا يسمح لتصحيح أي حركة دقيقة من المتاهة على سير المحاكمات.
- تعيين عشوائيا واحدة من الثقوب ك "1" وعدد الثقوب الأخرى على التوالي من خلال "10". مع علامة دائمة، كتابة الأرقام على طول الجانب من الخارجمن المتاهة لسهولة الرجوع إليها. تأكد من أن الأرقام ليست مرئية للحيوان داخل المتاهة.
- عشوائيا تعيين الثقوب هدف على المواضيع باستخدام مولد الأرقام العشوائية.
2. المحاكمات التدريب
ملاحظة: الزواحف لديها درجة حرارة الجسم يفضل التي يمكن الحصول عليها من الأدب. إذا أصبحت الحيوانات البطيئة خلال التجارب تدريبية متعددة، قد يكون متاهة بارد جدا وهذا قد يؤثر على السلوك. ألف سخان مساحة صغيرة أو الشريط الحرارة على الجانب السفلي من المتاهة يمكن أن تزيد بشكل كاف درجة حرارة سطح المتاهة، وخير دليل الحراري من درجة حرارة الجسم، للحفاظ على درجة حرارة الجسم والأداء الأمثل السلوكي.
- إذا يسكنون موضوعات خارج غرفة الاختبار، وجلب الحيوانات في حظائر وطنهم في غرفة لا يقل عن 30 دقيقة قبل إجراء الاختبار. كن على يقين من أن توفير الحرارة في حاويات المنزل (على سبيل المثال، ومصابيح الحرارة، الشريط الحرارة) من أجل الحفاظ على درجة حرارة الجسم قبل إجراء الاختبار.
- تتبع البرمجيات مفتوحة وتطبيق الكاميرا لتغذية الفيديو. وكتب تتبع البرامج المخصصة لمطلب والأدوات معالجة الصور. تتبع البرامج الأخرى غير متوفرة تجاريا.
- تقييم مجال الرؤية من خدمة الفيديو. إذا متاهات ليست في مجال الرؤية، تحقق من المتاهة هي ضمن علامات على الأرض.
- فتح ورقة العمل التي تحتوي على معلومات عن تاريخ ووقت البدء نهاية / التجارب والتدريب، وهوية الموضوع، تعيين حفرة هدف، وعدد من التجارب التدريبية تشغيل، والملاحظات، والأحرف الأولى المراقب.
- بطريقة عشوائية الترتيب الذي سيتم اختبار المواد. اختبار المواضيع بطريقة منهجية.
- إزالة هذا الموضوع أول من القفص وطنه ووضعه برفق هذا الموضوع في منتصف المتاهة. وضع حوض من البلاستيك على الحيوان. القيام بذلك يمنع فاقد الوعي التحيز التوجه من قبل الباحث. سماح 30 ثانية حتى يتأقلم.
- جبل قفص المنزل الحيوان تحت المتاهة، دون مباشرة كماوقعت حفرة الهدف، عن طريق تحريك الجزء العلوي من العلبة في يتصاعد الربط. تكون على يقين من أن الصخرة الفرح في قفص المنزل مباشرة تحت الحفرة، والذي سيكون بمثابة جثم عندما ينزل الحيوان في حفرة. في هذه المرحلة، واستخدام الإشارات الحرارية أو الكيميائية من العلبة المنزل لاستخدامها في الملاحة غير ذي صلة.
- متاهات القوارض تستخدم العلبة نظيفة مهربا للموضوع. ومع ذلك، وتشجيع دخول في حفرة أثناء تدريب المحاكمات تصاعد الضميمة المنزل الحيوان تحت المتاهة.
- إزالة بلطف الحوض البلاستيك من أعلى المتاهة.
- بدء التسجيل للمحاكمة التدريب مع تطبيق الكاميرا.
- السماح للموضوع لاستكشاف متاهة لمدة 10 دقيقة. إذا حدث أي شيء غير نمطية، لاحظ هذا في ورقة العمل.
- إذا انخفض هذا الموضوع أو يعمل من على الطاولة، والعودة برفق هذا الموضوع إلى منتصف المتاهة. تواصل توقيت وتسجيل إذا كان الحيوان للخروج من المتاهة لمدة 30 ثانية أو أقل.إذا كان الموضوع هو للخروج من المتاهة لأكثر من 30 ثانية، إجهاض المحاكمة. تسجيل هذه المعلومات في قسم الملاحظات من المصنف.
- إذا ينحدر هذا الموضوع في حفرة الهدف دون مساعدة، والنظر في محاكمة ما يزيد على في ذلك الوقت.
- إذا لم يكن هذا الموضوع ينزل في حفرة الهدف، والنظر في محاكمة ما يزيد على بعد بعد انقضاء 10 دقيقة.
- إذا لم يكن هذا الموضوع ينزل في حفرة المرمى بعد 10 دقيقة، من ناحية توجيه بلطف الحيوان، برأسه، في حفرة الهدف المناسب.
- وقف الفيديو وتتبع البرامج. حفظ لقطات الفيديو.
- السماح موضوع للراحة لمدة 2 دقيقة على الأقل في الضميمة المنزل في حين لا يزال شنت العلبة تحت المتاهة.
- باستخدام زجاجة رذاذ ورقة المناشف، وتنظيف الجزء العلوي من المتاهة مع خليط الصابون المخفف من 1:10 الصابون إلى الماء. وبذلك يحول دون استخدام الاشارات الكيميائية عند التنقل في المتاهة. بعض الأنواع، وخاصة تلك التي تجعل الاستخدام الكثيف للمعلومات حسي كيميائي، necessitate الشطف إضافية من المتاهة مع الماء الساخن للقضاء على جميع الاشارات رائحة.
- إزالة العلبة من تحت المتاهة، وإما تكرار تجربة التدريب مع نفس الشخص أو الفرد الجديد. يمكن تشغيل كل موضوع في ما يصل إلى 5 تجارب التدريب في اليوم الواحد، مع 30 فترة دقيقة بين التجارب الفرد.
- كرر هذا الإجراء حتى ينزل موضوع في حفرة هدفها دون مساعدة، في 3 محاكمات التدريب المختلفة، مشيرا إلى أن التعلم من الموقع الهدف قد حدث. المحاكمات تدريبية لمدة ثلاثة لا تحتاج إلى أن تكون على التوالي. إذا وصل موضوع هذا المعيار، يتحرك هذا الموضوع إلى المحاكمة التحقيق من أجل تقييم الذاكرة المكانية.
3. المحاكمات التحقيق
ملاحظة: بمجرد أن يصل موضوع المعيار، وقد علمت هذا الموضوع كيفية انتقل إلى الهدف. ومع ذلك، في هذه المرحلة، فإنه لا يزال من غير الواضح إذا كان الموضوع هو التنقل باستخدام استراتيجية المكانية أو بعض استراتيجية الملاحية الأخرى. محاكمة مسباريجب أن يتم تنفيذ الصورة اختبار لهذا ويوم بعد وصول الموضوع المعيار في التجارب التدريب.
- تدوير متاهة 180 درجة، مؤكدا أن الساقين من المتاهة هي ضمن علامات على الأرض. دوران متاهة يسمح للمنبهات المحلية التي تحدد بشكل مباشر على هدف أن تكون في صراع مباشر مع الاشارات المكانية أكثر استقرارا.
- كرر الخطوات من 2.1 - 2.5.2، حذف خطوة 2.3 من تصاعد الضميمة منزل موضوع تحت المتاهة. وبذلك يحول دون استخدام الاشارات حاسة الشم أو الأخرى المنبثقة من العلبة المنزل خلال استكشاف المتاهة.
- خلال محاكمات التحقيق، والموضوعات أحرار في استكشاف متاهة لمدة 10 دقيقة كاملة لتقييم السلوك الاستكشافي. بعد 10 دقيقة، ووقف الفيديو وتتبع البرمجيات.
- إزالة الموضوع من خلال المتاهة، وإعادته إلى قفص وطنه.
- تنظيف الجزء العلوي من المتاهة مع خليط الصابون المخفف.
4. التدابير السلوكية
ملاحظة: للحصول على المحاكمه التدريبليرة سورية، وتشمل التدابير السلوكية مثل الكمون للوصول إلى حفرة الهدف، وعدد من الأخطاء التي (التحقيق في حفرة nongoal، ويجب أن يكون خطم الحيوان في 1 سم من الحفرة)، ونسبة الوقت الذي يقضيه في الربع الصحيح لل متاهة.
- للمحاكمات التدريب، وتحديد استراتيجية البحث. يتم تعريف استراتيجية مباشرة كما تنازلي في حفرة هدف مع أقل من 3 أخطاء. استراتيجية التسلسلي الفحص من 3 أو أكثر من الثقوب متاهة متتالية على طول محيط من المتاهة. استراتيجية العشوائية الفحص غير تسلسلي من الثقوب متاهة مع 3 أو أكثر من الأخطاء.
ملاحظة: للمحاكمات التحقيق، وتشمل التدابير السلوكية الكمون للوصول إلى الحفرة الصحيح مكانيا، وعدد من الأخطاء التي ارتكبت قبل التحقيق في حفرة الصحيح مكانيا، ونسبة الوقت الذي يقضيه في الربع الصحيح مكانيا من المتاهة. - من أجل إجراء تقييم أكثر صرامة من خيار غير عشوائي من الحفرة الهدف الصحيح مكانيا، وتوظيف أخذ العينات دون استبدال عند حسابمعدل فرصة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يسمح هذا البروتوكول لتقييم تجريبي الملاحة القائمة على مكانيا في السحالي الصغيرة. استخدمت دراسة سابقة بنجاح هذا البروتوكول للتحقيق للملاحة الفضائية في الذكور السحالي-مبقع جانب 13. في هذه الدراسة بالذات، هم من الذكور مدربة للانتقال إلى حفرة الهدف، وبمجرد التوصل إلى معيار، تقدمت إلى محاكمة التحقيق لتقييم العظة الأولوية عند التنقل إلى حفرة الهدف.
نتائج تمثيلية من أن الدراسة التي قدمت هنا، تظهر أنه في حين لم السحالي تعلم مكان وجود الهدف، وكان عدد من التجارب التدريب اللازم للوصول إلى معيار لكل فرد متغير تماما، وتراوحت 17-81 محاكمات التدريب (متوسط: 48.29 ). نظرا لوجود عدد متغير من التجارب التدريبية للوصول إلى المعيار بين الأفراد، وقد تم تقسيم التجارب إلى الشرائح الربعية وبلغ متوسط. وعلى مدى عدة محاكمات التدريب indiviاستغرق الثنائيون وقتا أقل على العثور على ثقب الهدف، ولا سيما بين الربع الأول والرابع من التجارب التدريبية، مشيرا إلى أن الموضوعات التي يتعلمون موقع الحفرة الهدف (ع = 0.012، الشكل 2). خلال محاكمات التحقيق، واستدارة المتاهة العظة المحلية والمكانية وبالتالي متضاربة. ذهب الأفراد إلى ثقب الهدف الصحيح مكانيا بمعدل أفضل أيضا من فرصة (ع <0.001، الشكل 3) وقضى معظم الوقت في الربع الصحيح مكانيا من المتاهة (ع <0.001)، مشيرا إلى أن الاشارات المكانية يجري الأولوية أثناء التنقل.
الشكل 1. بارنز المتاهة تصميم لالسحالي الصغيرة. متاهة بارنز (قطر 106 سم)، ارتفاع 76.2 سم عن الأرض. وتقع عشرة ثقوب الهدف مسافة واحدة على طول محيط ومتباعدة 26 سم عن بعضها البعض. الثقوب الهدف هي 2.54 سم في القطر للسماح سعد محمد السحالي ليرة لبنانية لينزل إلى قفص المنزل شنت تحت الطاولة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2. المحاكمات التدريب. الكمون (ق) ± SEM للعثور على ثقب هدف خلال التجارب التدريب (ن = 7 أفراد في الربع). نظرا لوجود عدد متغير من التجارب التدريبية للوصول إلى المعيار بين الأفراد، وقد تم تقسيم التجارب إلى كتل تعلم الربع وبلغ متوسط. تظاهر أفراد انخفاضا في الكمون على العثور على ثقب الهدف، بشكل ملحوظ بين الربع الأول والرابع من المحاكمات التدريب (ع = 0.012)، مشيرا إلى أن الأفراد يتعلمون موقع الحفرة الهدف. البيانات من LaDage وآخرون. 2012.ig2large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3. المحاكمات التحقيق. عدد الأخطاء قبل اختيار حفرة الهدف الصحيح مكانيا + SEM (ن = 7). اختار الأفراد nonrandomly ثقب الهدف الصحيح مكانيا خلال التجارب مسبار (ع <0.001)، مما يدل على واستخدمت استراتيجية المكانية أثناء التنقل. يمثل خط متقطع أداء فرصة. البيانات من LaDage وآخرون. 2012. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
عند اختبار تجريبي للتعلم المكاني والذاكرة، وهناك العديد من القضايا المفاهيمية الهامة التي تتم معالجتها في بعض الخطوات الرئيسية في البروتوكول. أولا، يجب أن موضوعات تثبت أنها تعلم مكان وجود ثقب هدف على مدار المحاكمات التدريب. تحقيق المعيار مسبقا يدل على أن التعلم من موقع حفرة هدف حدث. إذا لم يكن لموضوعات تعلم مكان وجود ثقب الهدف، لا توجد وسيلة ممكنة ثم لتحديد استراتيجية الملاحية. وإذا كانت الحيوانات لا تصل إلى معيار، المحاكمة التحقيق مهمة لتحديد أي من أولويات العظة أثناء التنقل في المتاهة. أثناء المحاكمة التحقيق، العظة المحلية والمكانية في الصراع الذي يفرض موضوع إعطاء الأولوية لاستخدام واحد فقط من جديلة للملاحة. وهكذا، فإن المحاكمة التحقيق مهمة لتقييم الذي يجري التذكير نوع من جديلة والأولوية أثناء التنقل المتاهة. بسبب التركيز على الاشارات المكانية مقابل المحلية،من المهم للقضاء على العظة المحتملة الأخرى التي يمكن استخدامها للملاحة. هذه الإشارات يمكن أن تصبح نخلط المحتملين في الدراسة. في الزواحف squamate على وجه الخصوص، العظة حاسة الشم تلعب دورا رئيسيا في اختيار زميله، وتجنب المفترسة، والمكان من المواد الغذائية (19). ونتيجة لذلك، والقضاء على العظة حاسة الشم بين التجارب المهم أن يمنع التالية من العظة حاسة الشم بينما في المتاهة.
على الرغم من أن هذا البروتوكول يعمل بشكل جيد مع الكبار الذكور السحالي-مبقع جانب 13، تعديلات على المتاهة، وبروتوكول يحتاج على الارجح أن يحدث عند اختبار التعلم المكاني والذاكرة في السحالي الأصغر سنا أو في الأنواع المختلفة (LaDage، بيانات غير منشورة). على سبيل المثال، السحالي الأحداث (أي الذين تقل أعمارهم عن 9 أشهر لالسحالي-مبقع الجانب)، والأنواع التي تقفز، أو الأنواع الشجرية قد تميل إلى الفرار خارج المتاهة، مع قليل من الاعتبار النسب في الثقوب الهدف. في بعض الحالات، جدار نحو متاهات أو متاهة المغلقة قد تساعد في سي آي آرcumventing هذه المسألة، وطالما العظة المكانية لا تزال مرئية من على سطح الأرض من المتاهة. أيضا، يجب أن تؤخذ أهمية إيكولوجية المهمة بعين الاعتبار عند تعديل أي نوع من المتاهة. السحالي-مبقع الجانب، الذي هرب إلى الشقوق في الصخور وفي ثقوب صغيرة في الأرض، أداء جيدا في متاهة بارنز. ومع ذلك، والأنواع التي تميل إلى البقاء بلا حراك قد لا أداء جيدا على المهمة متاهة بارنز ما لم تتعرض لحافز (على سبيل المثال، محاولة افتراس محاكاة) للحث على استكشاف المتاهة. وبالمثل، يمكن إجراء تعديلات أخرى لتحسين الأداء على المهمة بما في ذلك توجيه المتاهة عموديا بالنسبة للأنواع الشجرية، وزيادة القطر من الثقوب لأكبر الأنواع، واستخدام الجلود بدلا من الثقوب للأنواع التي لا تنحدر إلى الثقوب. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن تغيير سمات متاهة يمكن أن تخلق تباين في أداء 20-24. وبالتالي، عند إجراء التعديلات إلى متاهة بارنز، والاختلافات في الطبيعية لهيجب أن تؤخذ المحافظين وسلوك الأنواع ذات الأهمية في الاعتبار.
في حين أن هذا البروتوكول يعمل بشكل جيد بما فيه الكفاية لتحقق التعلم المكاني والذاكرة في السحالي-مبقع الجانب، كان هناك بعض القيود والصعوبات تنفيذ البروتوكول. في المقام الأول، استدعت السحالي-مبقع جانب عدد كبير من التجارب التدريبية للوصول إلى معيار، من المرجح أنه كان هناك عرض أي حافز من شأنها أن تشجع الاستكشاف والهروب من المتاهة. وبسبب هذا، والبروتوكول كما هو مكتوب الوقت هو وقت المكثف تماما، لا سيما بالمقارنة مع أداء القوارض أثناء المحاكمات التدريب. تقديم المحفزات مكره على زيادة الدافع للهروب من متاهات قد تحايل على هذه المسألة، وخفض عدد من التجارب التدريبية اللازمة للوصول إلى المعيار. بالإضافة إلى ذلك، نظرا لندرة الدراسات اختبار تجريبي للذاكرة المكانية والتعلم في الزواحف، وهذا البروتوكول وتعديل متاهة قد لا يكون مناسبا أو applicabلو لجميع الأنواع. تعديلات مثل تلك المقترحة أعلاه قد يساعد في تصميم المتاهة، وبروتوكول المناسبة لهذا النوع من الاهتمام.
بروتوكول صفها هنا يسمح للاختبار التجريبي من التعلم المكاني والذاكرة في سحلية صغيرة. في حين أثبتت التوجه الزواحف والملاحة في مجال 7،8،25، لا يعرف إلا القليل على النحو الذي تستخدم الاشارات وتحديد أولوياتها أثناء التنقل. وقد استخدمت بعض الدراسات اختبار تجريبي لتحديد الأولويات جديلة أثناء التنقل في الزواحف النماذج والأنواع التي تميل للحيلولة دون تعميم حول التعلم المكاني والذاكرة عبر هذه المجموعة التصنيفية متفاوتة. ومع ذلك، وتوحيد أجهزة الاختبار وبروتوكول، على الأقل داخل النوع الواحد وعبر دراسات، سوف تساعد في الكشف عن التعميمات في التعلم المكاني والذاكرة. مرة واحدة وقد تم إنشاء هذا الأساس، فإن الأخرى، وتطبيقات أكثر تفصيلا من البروتوكول يكون مناسبا. لinstancه، تقديم العظة المحلية أكثر وضوحا أو تقليل الاعتماد على الاشارات المكانية خلال التدريب قد تحفز على الاعتماد بشكل أكبر على الاستفادة من العظة المحلية للملاحة داخل المتاهة. أيضا، الجنسين قد أولويات منبهات مختلفة، وبالتالي تقييم الإناث في هذه المهمة كما قد تضيء الخلافات خنوثي مثيرة للاهتمام في تحديد الأولويات جديلة. التعديلات مثل هذه قد تكشف كيف أهميتها والاستقرار في كل من الاشارات المكانية والمحلية يمكن أن تعدل جديلة تحديد الأولويات في الذاكرة والتذكر لاحقا ويتم استخدام هذه الإشارات أثناء التنقل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Barnes maze | TSE Systems | 302050-BM/M | Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table. |
| Heat tape | Big Apple Pet Supply | May also use a small space heater situated on the floor under the maze. | |
| Pet keeper for small animals | Petco | 1230204 | Housing enclosure that can be mounted under the maze. |
| Nickel plated shelf support pegs | Newegg | 241941 | Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials. |
| LifeCam Studio webcam | Microsoft | Q2F-00013 | Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used. |
| Tracking software | Code custom written for Matlab and the Image Toolbox |
Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used. |
References
- Adriano, F., Caltagirone, C., Spalletta, G. Hippocampal volume reduction in first-episode and chronic schizophrenia: A review and meta-analysis. Neuroscientist. 18, 180-200 (2012).
- Karl, A., Schaefer, M., Malta, L. S., Dorfel, D., Rohleder, N., Werner, A. A meta-analysis of structural brain abnormalities in PTSD. Neurosci. Biobehav. Rev. 30, 1004-1031 (2006).
- Shi, F., Liu, B., Zhou, Y., Yu, C., Jiang, T. Hippocampal volume and asymmetry in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: Meta-analyses of MRI studies. Hippocampus. 19, 1055-1064 (2009).
- Videbech, P., Ravnkilde, B. Hippocampal volume and depression: A meta-analysis of MRI studies. Am. J. Psychiatry. 161, 1957-1966 (2004).
- Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H.
- Vorhees, C. V., Williams, M. T. Assessing spatial learning and memory in rodents. ILAR J. 55, 310-332 (2014).
- Jenssen, T. A. Spatial awareness by the lizard Anolis Cristatellus: Why should a non-ranging species demonstrate homing behavior. Herpetologica. 58, 364-371 (2002).
- Pittman, S. E., Hart, K. M., Cherkiss, M. S., Snow, R. W., Fujisaki, I., Smith, B. J., Mazzotti, F. J., Dorcas, M. E. Homing of invasive Burmese pythons in South Florida: evidence for map and compass senses in snakes. Biol. Lett. 10, (2014).
- Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. Spatial and reversal learning in congeneric lizards with different foraging strategies. Anim. Behav. 57, 393-407 (1999).
- Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. Effects of medial and dorsal cortex lesions on spatial memory in lizards. Behav. Brain Res. 118, 27-42 (2001).
- Holtzman, D. A. From Slither to Hither: Orientation and Spatial Learning in Snakes. Integr. Biol. 1, 81-89 (1998).
- Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata. Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).
- LaDage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. Spatial memory: are lizards really deficient. Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).
- Nobel, D. W. A., Carazo, P., Whiting, M. J. Learning outdoors: male lizards show flexible spatial learning under semi-natural conditions. Biol. Lett. 8, 946-948 (2012).
- Foà, A., Basaglia, F., Beltrami, G., Carnacina, M., Moretto, E., Bertolucci, C. Orientation of lizards in a Morris water-maze: roles of the sun compass and the parietal eye. J. Exp. Biol. 212, 2918-2924 (2009).
- López, J. C., Vargas, J. P., Gómez, Y., Salas, C. Spatial and non-spatial learning in turtles: the role of medial cortex. Behav. Brain Res. 143, 109-120 (2003).
- Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. S. A role for acetylcholine in spatial memory in turtles. Physiol. Behav. 56, 135-141 (1994).
- Zani, P. A., Jones, T. D., Neuhaus, R. A., Milgrom, J. E. Effect of refuge distance on escape behavior of side-blotched lizards (Uta stansburiana). Can. J. Zool. 87, 407-414 (2009).
- Mason, R. T. Reptilian Pheromone. Hormones, Brain, and Behavior: Biology of the Reptilia. Gans, C., Crews, D. , University of Chicago Press. 114-228 (1992).
- Crawley, J. N., et al. Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies. Psychopharmacology. 132, 107-124 (1997).
- Schellinck, H. M., Cyr, D. P., Brown, R. E. How Many Ways Can Mouse Behavioral Experiments Go Wrong? Confounding Variables in Mouse Models of Neurodegenerative Diseases and How to Control Them. Adv. Stud. Behav. 41, 255-366 (2010).
- O'Leary, T. P., Brown, R. E. The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze. J. Neurosci. Methods. 203, 315-324 (2012).
- O'Leary, T. P., Brown, R. E. Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze. Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).
- Patil, S. S., Sunyer, B., Höger, H., Lubec, G. Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water maze. Behav. Brain. Res. 198, 58-68 (2009).
- Roth, T. C., Krochmal, A. R. The role of age-specific learning and experience for turtles navigating a changing landscape. Curr. Biol. 25, 333-337 (2015).
