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Neuroscience

छोटे Squamate सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन

Published: January 3, 2017 doi: 10.3791/55103

Abstract

नैदानिक ​​अनुसंधान संज्ञानात्मक गिरावट का आकलन करने के लिए, आमतौर पर स्थानिक सीखने और स्मृति क्षमताओं को लक्षित मानदंड की एक किस्म leveraged है। हालांकि, nonmodel प्रजातियों के संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में रुचि है, आम तौर पर एक पारिस्थितिकी संदर्भ में भी अध्ययन का एक उभरता हुआ क्षेत्र बन गया है। विशेष रूप से, सरीसृप में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में दिलचस्पी बढ़ रही है, हालांकि साँप अनुभूति पर प्रयोगात्मक अध्ययन विरल हैं। कुछ साँप अध्ययन है कि प्रयोगात्मक स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण किया है सरीसृप में उपयोग के लिए संशोधित कृंतक मानदंड का इस्तेमाल किया है। हालांकि, पारिस्थितिकी शरीर विज्ञान और यह वर्गीकरण समूह के व्यवहार के महत्वपूर्ण पहलुओं को जब स्थानिक आधारित अनुभूति के लिए परीक्षण को ध्यान में रखा जाना चाहिए। यहाँ, हम सूखी भूमि बार्न्स भूलभुलैया के संशोधनों और जुड़े परीक्षण प्रोटोकॉल है कि प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं जब स्थानिक सीखने और छोटे squamate सरीसृप में स्मृति क्षमता के लिए जांच कर रही वर्णन है। वर्णित प्रतिमान और समर्थकcedures सफलतापूर्वक पुरुष पक्ष-सूजा हुआ छिपकली (Uta stansburiana), प्रदर्शन है कि स्थानिक सीखने और स्मृति एक पारिस्थितिकी तंत्र प्रासंगिक और प्रोटोकॉल के साथ इस वर्गीकरण समूह में मूल्यांकन किया जा सकता है के साथ इस्तेमाल किया गया।

Introduction

इस तरह के संज्ञानात्मक क्षमता में एक प्रगतिशील गिरावट के साथ अल्जाइमर उपहार के रूप में कई neurodegenerative रोगों, आम तौर पर मस्तिष्क 1-4 की गिरावट के साथ समवर्ती। मस्तिष्क की चोट और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं पर गिरावट के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए, क्लीनिकल रिसर्च मॉडल कृंतक प्रजातियों और परीक्षण उपकरण और प्रोटोकॉल के मानकीकरण के फायदे leveraged है। विशेष रूप से, स्थानिक सीखने और स्मृति प्रक्रियाओं जैसे कि मॉरिस पानी भूलभुलैया, बार्न्स भूलभुलैया, और रेडियल भुजा भूलभुलैया के रूप में कई मानक मानदंड के माध्यम से मूल्यांकन किया गया है (ये और अन्य मानदंड की एक व्यापक समीक्षा के लिए, 5,6 देखें)। इन स्थानिक सीखने और स्मृति मानदंड के समृद्ध इतिहास काफी सफल साबित हो गया है, शोधकर्ताओं पहलुओं और मानव स्मृति, मस्तिष्क समारोह, और रोग के बीच संबंध की बारीकियों के कई समझने के लिए अनुमति देता है।

के लिए छोड़ दिया संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का आकलन नैदानिक ​​अनुसंधान के क्षेत्र में जांच की गई है, जबकिई कुछ समय, अनुसंधान nonmodel प्रजातियों की संज्ञानात्मक क्षमताओं की ओर निर्देशित अपेक्षाकृत नया है। nonmodel प्रजातियों में अनुभूति का अध्ययन शोधकर्ता आम तौर पर संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की पारिस्थितिकी और विकासवादी प्रासंगिकता में रुचि रखते हैं, विशेष रूप से अस्तित्व और प्रजनन के संदर्भ में कर रहे हैं। सरीसृप में कुछ अध्ययनों से सुझाव दिया है कि उन्नत संज्ञानात्मक क्षमताओं, विशेष रूप से स्थानिक स्मृति में, कुछ व्यवहार, विशेष रूप से उन के विषय में नेविगेशन और उन्मुखीकरण आबाद हो सकती है। हालांकि, जबकि कई अध्ययनों से दिखा दिया है कि सरीसृप विस्थापन 7.8 के बाद नई दिशा सकता है, संज्ञानात्मक अंतर्निहित तंत्र पुनरभिविन्यास व्यवहार अभी तक अलावा छेड़ा नहीं किया गया है। इस वजह से, कुछ अध्ययनों प्रयोगात्मक नेविगेशन 9-17 दौरान स्थानिक सीखने और स्मृति के महत्व का आकलन करने का प्रयास किया है। इन अध्ययनों में मुख्य रूप से कार्यप्रणाली कृंतक मानदंड और प्रोटोकॉल, कभी कभी सरीसृप में उपयोग के लिए संशोधित करने के बाद मॉडलिंग कर रहे हैं, लेकिन इन अध्ययनोंस्थानिक स्मृति का आकलन करने में चर सफलता मिली है। कुछ अध्ययनों से कुछ प्रजातियों 11-17 में स्थानिक सीखने और स्मृति का प्रदर्शन किया है, जबकि अन्य अध्ययनों से इस तरह के 9,10 का कोई सबूत नहीं मिला। इस प्रकार, भूमिका या सरीसृप में नेविगेशन के दौरान स्थानिक सीखने और स्मृति के अस्तित्व अभी भी स्पष्ट नहीं है।

एक मुद्दा है कि समस्याग्रस्त किया जा सकता है जब प्रयोगात्मक सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन करने के कार्य की पारिस्थितिकी प्रासंगिकता है। सरीसृप एक विशेष वर्गीकरण समूह कृन्तकों से काफी अलग है, पारिस्थितिकी, व्यवहार, और शरीर विज्ञान बड़े बदलाव का प्रदर्शन कर रहे हैं। सरीसृप प्रजातियों भर में व्यवहार में अंतर संभवतः स्थानिक संज्ञानात्मक क्षमताओं के आकलन को प्रभावित कर सकता है, खासकर अगर इस्तेमाल किया प्रतिमान एक प्राकृतिक व्यवहार में नल नहीं है। उदाहरण के लिए, एक प्रजाति है कि आम तौर पर छोटे दरारों में शरण चाहता है में, स्थानिक क्षमता आसानी से उपयोग कर एक बार्न्स भूलभुलैया जबकि इस भूलभुलैया आदर्श प्रतिमान विकल्प नहीं हो सकता मूल्यांकन किया जा सकताएक प्रजाति है कि आम तौर पर स्थिर बनी हुई है। इसी तरह, सबसे squamate सरीसृप जलीय नहीं हैं और इस प्रकार मॉरिस पानी भूलभुलैया स्थानिक सीखने और स्मृति परीक्षण के लिए एक उपयुक्त विकल्प नहीं हो सकता है (लेकिन 15 देखें); हालांकि, इस भूलभुलैया कछुए 16 में स्थानिक क्षमता के परीक्षण के लिए एक आदर्श विकल्प हो सकता है। अंत में, इस समूह के शरीर क्रिया विज्ञान, के लिए जिम्मेदार होना चाहिए के रूप में सरीसृप ectothermic और उचित तापमान रखरखाव कर रहे हैं, सब्सट्रेट की विशेष रूप से, परीक्षण प्रक्रिया के दौरान विचार किया जाना चाहिए।

प्रोटोकॉल और यहाँ प्रस्तुत प्रतिमान स्थानिक सीखने और स्मृति वयस्क पक्ष-सूजा हुआ छिपकलियों में (Uta stansburiana) 13, एक छोटे छिपकली है कि आम तौर पर चट्टानों 18 में छोटे दरारों में शिकारियों से भाग जाता है के लिए जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया। प्राकृतिक इतिहास और प्रजातियों के व्यवहार के इस पहलू को जानने का, हम स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण करने के लिए पारंपरिक बार्न्स भूलभुलैया के एक संशोधन का इस्तेमाल किया। बार्न्स भूलभुलैया मैंSA शुष्क भूमि भूलभुलैया और आम तौर पर कृंतक मॉडल में स्थानिक अनुभूति के परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया। हम दोनों डिजाइन और प्रोटोकॉल (नीचे वर्णित) में कृंतक भूलभुलैया से कई मायनों में हमारे भूलभुलैया संशोधित। हमारे भूलभुलैया 10 छेद मंच की परिधि के साथ एक दूसरे से समान दूरी (चित्रा 1) के साथ एक परिपत्र मंच शामिल थे। यहां वर्णित प्रोटोकॉल एक विषय के प्रशिक्षण परीक्षणों में भाग लेने के लिए एक लक्ष्य छेद के स्थान जानने के लिए शामिल है, फिर, एक बार विषय लक्ष्य छेद के स्थान सीखता है, एक जांच परीक्षण के लक्ष्य के लिए नेविगेशन के दौरान स्थानिक स्मृति का उपयोग पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है।

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Protocol

सभी प्रक्रियाओं पेन स्टेट यूनिवर्सिटी संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया (IACUC - प्रोटोकॉल आईडी: 43,242) और सभी स्थानीय, राज्य और संघीय नियमों का पालन किया।

1. तैयारी

  1. खरीद या बार्न्स भूलभुलैया का निर्माण, आश्वस्त है कि लक्ष्य के छेद को उचित ब्याज की प्रजातियों के लिए आकार रहे हैं। इस प्रोटोकॉल के लिए, सात वयस्क पक्ष-सूजा हुआ छिपकली (Uta stansburiana) का उपयोग करें। अन्य प्रजातियों का उपयोग अध्ययन के लिए पर्याप्त नमूने का आकार निर्धारित करते हैं।
    1. अगर बार्न्स भूलभुलैया का निर्माण, किसी भी मानक, nonporous गोल मेज (व्यास में 106 सेमी), ज़मीन से ऊपर 76.2 सेमी की खरीद।
    2. एक टेप उपाय का प्रयोग, 10 समान दूरी पर अंक तालिका की परिधि के आसपास 26 सेमी अलग स्थान और मेज के किनारे से 6.35 सेमी निशान। 10 छेद का उपयोग जबकि कृंतक mazes आमतौर पर अधिक छेद है। ऐसा करने से बच विकल्पों की संख्या में कमी के लिए अनुमति देता है।
    3. एक छेद देखा बिट का उपयोग करना (2.54व्यास में सेमी), सभी 10 लक्ष्य छेद और रेत किसी भी तेज किनारों बाहर ड्रिल।
    4. शिकंजा के साथ प्रत्येक छेद के तहत चार शेल्फ समर्थन खूंटे माउंट, आयाम के लिए एक गाइड के रूप में एक घर के बाड़े का उपयोग कर।
  2. उज्ज्वल भूमि के ऊपर प्रकाश और स्थानिक नेविगेशन (दरवाजे, अलमारियाँ, आदि) के लिए उपलब्ध cues के साथ एक शांत कमरे में भूलभुलैया रखें।
  3. एक ऑटो फोकस, चौड़े कोण लेंस वेब कैमरा (11.3 सेमी x 3.99 सेमी) या सीधे भूलभुलैया ऊपर अन्य उपयुक्त कैमरा माउंट। निश्चित है कि वीडियो फ़ीड से देखने के क्षेत्र में पूरे भूलभुलैया शामिल रहें।
  4. कंप्यूटर और पर्यवेक्षक कुर्सी कम से कम 1 मीटर भूलभुलैया से रखें।
  5. एक स्थायी मार्कर या टेप के साथ फर्श पर भूलभुलैया के पैरों के निशान। इस परीक्षण के पाठ्यक्रम पर भूलभुलैया के किसी भी पल आंदोलन के सुधार के लिए अनुमति देता है।
  6. बेतरतीब ढंग से लगातार "10" के माध्यम के रूप में "1" और संख्या अन्य छेद छेद में से एक आवंटित। एक स्थायी मार्कर के साथ, बाहर के पक्ष के साथ लिखने की संख्यासंदर्भ में आसानी के लिए भूलभुलैया से। सुनिश्चित करें कि संख्या भूलभुलैया के भीतर एक जानवर को दिखाई नहीं कर रहे हैं।
  7. बेतरतीब ढंग से एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग विषयों के लिए लक्ष्य छेद आवंटित।

2. प्रशिक्षण परीक्षण

नोट: सरीसृप एक पसंदीदा शरीर का तापमान कि साहित्य से प्राप्त किया जा सकता है। जानवरों के कई प्रशिक्षण परीक्षणों से अधिक सुस्त हो जाते हैं, भूलभुलैया भी शांत हो सकता है और इस व्यवहार को प्रभावित कर सकता है। एक छोटे से अंतरिक्ष हीटर या भूलभुलैया के नीचे पर गर्मी टेप पर्याप्त रूप से भूलभुलैया की सतह के तापमान, शरीर के तापमान का सबसे अच्छा थर्मल संकेत वृद्धि कर सकते हैं, इष्टतम शरीर का तापमान और व्यवहार प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए।

  1. विषयों के परीक्षण के कमरे के बाहर रखे जाते हैं, तो परीक्षण से पहले कम से कम 30 मिनट के कमरे में उनके घर के बाड़ों में जानवरों को लाने के लिए। आदेश परीक्षण से पहले शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए घर बाड़ों (जैसे, गर्मी दीपक, गर्मी टेप) में गर्मी प्रदान करने के लिए कुछ खास होगा।
    1. ओपन ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर और वीडियो फ़ीड के लिए वेब कैमरा आवेदन। कस्टम ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर Matlab और छवि प्रसंस्करण उपकरण बॉक्स के लिए लिखा गया था; अन्य ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है।
    2. वीडियो फ़ीड से देखने के क्षेत्र का मूल्यांकन। भूलभुलैया देखने के क्षेत्र में नहीं है, तो जांच कर लें कि भूलभुलैया मंजिल पर निशान के भीतर है।
    3. तारीख के रूप में जानकारी युक्त वर्कशीट खोलें, शुरू प्रशिक्षण परीक्षण, विषय आईडी, सौंपा लक्ष्य छेद, प्रशिक्षण परीक्षणों की संख्या चलाने के लिए, नोट्स, और पर्यवेक्षक के पहले अक्षर के / अंत समय।
    4. जिस क्रम में विषयों का परीक्षण किया जाएगा अनियमित करें। एक व्यवस्थित तरीके से परीक्षण विषयों।
  2. अपने घर पिंजरे से पहले विषय निकालें और धीरे भूलभुलैया के बीच में विषय जगह है। जानवर पर एक प्लास्टिक के टब रखें; ऐसा करने से शोधकर्ता द्वारा बेहोश उन्मुखीकरण पूर्वाग्रह से बचाता है। 30 एस acclimate करने की अनुमति दें।
  3. भूलभुलैया के तहत पशु के घर पिंजरे माउंट, सीधे नीचे के रूप मेंलक्ष्य छेद पर हस्ताक्षर किए, खूंटी mounts में बाड़े के ऊपर फिसलने से। निश्चित है कि घर के पिंजरे में Basking रॉक छेद है, जो जब जानवर छेद में उतरता है एक बसेरा रूप में काम करेगा तहत सीधे है रहो। इस बिंदु पर, नेविगेशन में इस्तेमाल के लिए घर के बाड़े के थर्मल या रासायनिक संकेतों का उपयोग अप्रासंगिक है।
    1. कृंतक mazes के विषय के लिए एक भाग के रूप में एक स्वच्छ बाड़े का उपयोग करें। हालांकि, इस उलझन के तहत पशु बाड़े के घर बढ़ते द्वारा परीक्षणों के प्रशिक्षण के दौरान छेद में प्रवेश प्रोत्साहित करते हैं।
  4. धीरे भूलभुलैया के ऊपर से प्लास्टिक के टब को हटा दें।
  5. वेब कैमरा आवेदन के साथ प्रशिक्षण परीक्षण की रिकॉर्डिंग शुरू।
    1. विषय 10 मिनट के लिए भूलभुलैया का पता लगाने के लिए अनुमति दें। कुछ भी असामान्य होता है, वर्कशीट में इस पर ध्यान दें।
    2. विषय गिर जाता है या मेज से चलाता है, तो धीरे भूलभुलैया के बीच के अधीन लौटा। समय और रिकॉर्डिंग जारी अगर पशु 30 या उससे कम के लिए भूलभुलैया से बाहर है।विषय अधिक से अधिक 30 S के लिए भूलभुलैया से बाहर है, तो परीक्षण गर्भपात। कार्यपुस्तिका के नोट अनुभाग में इस जानकारी रिकॉर्ड।
    3. विषय लक्ष्य छेद बेबस में उतरता है, तो उस समय के रूप में पदभार परीक्षण पर विचार करें।
    4. विषय लक्ष्य छेद में उतर नहीं करता है, के बाद 10 मिनट गुजरे हैं अधिक के रूप में परीक्षण पर विचार करें।
  6. विषय 10 मिनट के बाद लक्ष्य छेद में उतर नहीं करता है, तो हाथ से धीरे, पशु मार्गदर्शन पहले सिर, उचित लक्ष्य छेद में।
  7. वीडियो और ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर बंद करो। वीडियो फुटेज को बचाओ।
  8. विषय अपने घर के बाड़े में कम से कम 2 मिनट के लिए आराम करने के लिए है, जबकि अभी भी बाड़े भूलभुलैया के तहत मुहिम शुरू की है की अनुमति दें।
  9. एक स्प्रे बोतल और कागज तौलिए का उपयोग करना, पानी 1:10 साबुन का एक पतला साबुन मिश्रण के साथ भूलभुलैया के शीर्ष साफ। कर रही है जब भूलभुलैया नेविगेट इसलिए रासायनिक संकेतों का उपयोग अलग करता है। कुछ प्रजातियों, विशेष रूप से उन है कि chemosensory जानकारी का भारी इस्तेमाल करते हैं, necesसभी खुशबू संकेतों को खत्म करने के लिए गर्म पानी के साथ भूलभुलैया के अतिरिक्त rinsing sitate।
  10. भूलभुलैया के नीचे से बाड़े निकालें और या तो एक ही व्यक्ति या एक नए व्यक्ति के साथ प्रशिक्षण परीक्षण दोहराएँ। प्रत्येक विषय के लिए एक व्यक्ति के परीक्षणों के बीच 30 मिनट के अंतराल के साथ प्रति दिन 5 प्रशिक्षण परीक्षण के लिए ऊपर में चलाया जा सकता है।
  11. इस प्रक्रिया को दोहराएँ जब तक एक विषय के अपने लक्ष्य को छेद बेबस में उतरता है, 3 अलग प्रशिक्षण परीक्षणों में, यह दर्शाता है कि लक्ष्य स्थान के सीखने की हुई है। तीन प्रशिक्षण परीक्षण के लगातार होने की जरूरत नहीं है। एक विषय इस कसौटी तक पहुँच जाता है, इस विषय आदेश स्थानिक स्मृति का आकलन करने में जांच परीक्षण के लिए ले जाता है।

3. जांच परीक्षण

नोट: एक बार एक विषय कसौटी तक पहुँच जाता है, इस विषय लक्ष्य के लिए नेविगेट करने के लिए कैसे सीखा है। हालांकि, इस बिंदु पर, यह अभी स्पष्ट नहीं है, तो इस विषय में एक स्थानिक रणनीति या कुछ अन्य नौवहन रणनीति का प्रयोग नेविगेट कर रहा है। जांच परीक्षणइस के लिए और एस परीक्षण के दिन किया जाना चाहिए के बाद विषय प्रशिक्षण परीक्षणों में कसौटी तक पहुँचता है।

  1. भूलभुलैया घुमाएँ 180 डिग्री, आश्वस्त है कि भूलभुलैया के पैर फर्श पर निशान के भीतर हैं। भूलभुलैया के रोटेशन स्थानीय संकेत है कि सीधे लक्ष्य की पहचान और अधिक स्थिर स्थानिक cues के साथ सीधे संघर्ष में होने के लिए अनुमति देता है।
  2. दोहराएँ 2.1 कदम - 2.5.2, भूलभुलैया के तहत इस विषय के घर के बाड़े के बढ़ते कदम 2.3 छोड़ते हुए। ऐसा करने से उलझन के अन्वेषण के दौरान घर के बाड़े से चलाई घ्राण या अन्य संकेतों का उपयोग अलग करता है।
  3. जांच के परीक्षणों के दौरान, विषयों खोजपूर्ण व्यवहार का आकलन करने के लिए पूरे 10 मिनट के लिए भूलभुलैया का पता लगाने के लिए स्वतंत्र हैं। 10 मिनट के बाद, वीडियो और ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर बंद करो।
  4. भूलभुलैया से इस विषय निकालें और इसे अपने घर पिंजरे में लौट आते हैं।
  5. पतला साबुन मिश्रण के साथ भूलभुलैया के शीर्ष साफ करें।

4. व्यवहार के उपाय

नोट: प्रशिक्षण के लिए Tria(; पशु के थूथन के छेद से 1 सेमी के भीतर होना चाहिए एक nongoal छेद की जांच), और समय के अनुपात का सही चक्र में बिताए रास, इस तरह के लक्ष्य छेद पर पहुंचने के लिए बनाया त्रुटियों की संख्या विलंबता के रूप में व्यवहार उपायों में शामिल भूल भुलैया।

  1. प्रशिक्षण परीक्षण के लिए, एक खोज की रणनीति का निर्धारण। एक सीधा रणनीति से कम 3 त्रुटियों के साथ लक्ष्य छेद में उतरते के रूप में परिभाषित किया गया है। एक सीरियल रणनीति 3 या उससे अधिक भूलभुलैया की परिधि के साथ लगातार भूलभुलैया छेद की परीक्षा है। एक यादृच्छिक रणनीति 3 या अधिक त्रुटियों के साथ भूलभुलैया छेद की गैर सीरियल परीक्षा है।
    नोट: जांच परीक्षण के लिए, व्यवहार उपायों, स्थानिक सही छेद पर पहुंचने के लिए स्थानिक सही छेद जांच से पहले की गई त्रुटियों की संख्या, और भूलभुलैया के स्थानिक सही चक्र में बिताए समय के अनुपात में विलंबता शामिल हैं।
  2. जब गणना के स्थानिक सही लक्ष्य छेद की गैर यादृच्छिक विकल्प, प्रतिस्थापन के बिना नमूना रोजगार का एक और अधिक कठोर मूल्यांकन के लिएमौका दर।

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Representative Results

इस प्रोटोकॉल छोटी छिपकलियों में स्थानिक आधारित नेविगेशन की प्रयोगात्मक मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है। पिछले एक अध्ययन सफलतापूर्वक पुरुष पक्ष-सूजा हुआ छिपकली 13 में स्थानिक नेविगेशन के लिए जांच के लिए इस प्रोटोकॉल का इस्तेमाल किया। कि विशेष रूप से अध्ययन में, पुरुषों, एक लक्ष्य छेद करने के लिए नेविगेट करने के लिए प्रशिक्षित किया गया है और, एक बार कसौटी पर पहुँच गया था एक जांच परीक्षण में प्रगति संकेतों जब एक लक्ष्य छेद करने के लिए नेविगेट प्राथमिकता के आधार पर आकलन करने के लिए।

उस अध्ययन से प्रतिनिधि परिणाम, यहाँ प्रस्तुत किया, जबकि दिखाना है कि छिपकली लक्ष्य के स्थान सीखा था, प्रशिक्षण प्रत्येक व्यक्ति के लिए कसौटी तक पहुँचने की जरूरत परीक्षणों की संख्या काफी चर रहा था और 17 से लेकर - (औसत 81 प्रशिक्षण परीक्षण: 48.29 )। व्यक्तियों के पार कसौटी तक पहुंचने के लिए प्रशिक्षण परीक्षणों के चर संख्या की वजह से, परीक्षणों चतुर्थकों में विभाजित है और औसतन थे। ऊपर अनेक प्रशिक्षण परीक्षण व्यक्तिगतduals विशेष रूप से प्रशिक्षण परीक्षणों के पहले और चौथे चतुर्थक के बीच, लक्ष्य छेद लगाने के लिए कम समय लगा, कि विषयों लक्ष्य छेद (पी = 0.012, चित्रा 2) के स्थान सीख रहे थे संकेत है। जांच के परीक्षणों के दौरान, भूलभुलैया इस प्रकार परस्पर विरोधी स्थानीय और स्थानिक संकेतों घुमाया गया था। व्यक्तियों की दर से स्थानिक सही लक्ष्य छेद करने के लिए चला गया अच्छी तरह से मौका तुलना में बेहतर (पी <0.001, चित्रा 3) और भूलभुलैया (पी <0.001) की स्थानिक सही चक्र में समय के बहुमत बिताया है, यह दर्शाता है कि स्थानिक संकेत प्राथमिकता के आधार पर किया जा रहा था नेविगेशन के दौरान।

आकृति 1
चित्रा 1. छोटे छिपकली के लिए बार्न्स भूलभुलैया डिजाइन। एक बार्न्स भूलभुलैया (106 सेमी के व्यास), ज़मीन से ऊपर 76.2 सेमी। दस समान दूरी पर लक्ष्य छेद परिधि के किनारे स्थित है और 26 सेमी के अलावा स्थान दिया गया है। लक्ष्य छेद व्यास SMA अनुमति देने के लिए 2.54 सेमी हैं डालूँगा छिपकली घर पिंजरे टेबल के नीचे घुड़सवार में उतर। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. प्रशिक्षण परीक्षण। विलंबता (s) ± SEM के प्रशिक्षण परीक्षण (एन = चतुर्थक प्रति 7 व्यक्तियों) के दौरान लक्ष्य छेद खोजने के लिए। व्यक्तियों के पार कसौटी तक पहुंचने के लिए प्रशिक्षण परीक्षणों के चर संख्या की वजह से, परीक्षणों चतुर्थक सीखने ब्लॉकों में बांटा गया और औसतन थे। व्यक्तियों विलंबता में कमी का प्रदर्शन किया लक्ष्य छेद, सबसे ज़ाहिर के बीच प्रशिक्षण परीक्षण (पी = 0.012) की पहली और चौथी चतुर्थक खोजने के लिए, कि व्यक्तियों के लक्ष्य छेद के स्थान सीख रहे थे संकेत है। LaDage एट अल से डेटा। 2012।ig2large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3. जांच परीक्षण। स्थानिक सही लक्ष्य छेद को चुनने से पहले त्रुटियों की संख्या + SEM (एन = 7)। व्यक्तियों nonrandomly जांच परीक्षण (पी <0.001) के दौरान स्थानिक सही लक्ष्य छेद चुना है, यह दर्शाता है एक स्थानिक रणनीति नेविगेशन के दौरान इस्तेमाल किया गया था। धराशायी लाइन मौका प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करता है। LaDage एट अल से डेटा। 2012 में यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

प्रयोगात्मक स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण है, वहाँ कई महत्वपूर्ण मुद्दों पर वैचारिक कि प्रोटोकॉल में प्रमुख कदम से कुछ में संबोधित कर रहे हैं। सबसे पहले, विषयों प्रदर्शित करना चाहिए कि वे प्रशिक्षण परीक्षणों के पाठ्यक्रम पर लक्ष्य छेद के स्थान सीख रहे हैं। पूर्व निर्धारित कसौटी बनना दर्शाता है कि लक्ष्य छेद स्थान के सीखने की हुई है। विषयों के लक्ष्य छेद के स्थान सबक नहीं लेते हैं, तो वहाँ कोई व्यावहारिक तरीका तो एक नौवहन रणनीति तय करने के लिए है। जानवरों कसौटी तक पहुंच पा रहे हैं तो, जांच परीक्षण निर्धारण जो संकेतों भूलभुलैया पर नेविगेशन के दौरान प्राथमिकता के आधार पर कर रहे हैं के लिए महत्वपूर्ण है। जांच परीक्षण के दौरान स्थानीय और स्थानिक संकेतों संघर्ष है जो एक विषय के लिए मजबूर करता नेविगेशन के लिए क्यू में से सिर्फ एक का उपयोग प्राथमिकता में हैं। इस प्रकार, जांच परीक्षण आकलन जिनमें से क्यू के प्रकार की चर्चा की जा रही है और भूलभुलैया नेविगेशन के दौरान प्राथमिकता के आधार पर करने के लिए महत्वपूर्ण है। क्योंकि स्थानिक बनाम स्थानीय संकेतों पर ध्यान केंद्रित करने की,यह अन्य संभावित संकेत है कि नेविगेशन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है समाप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है; इन संकेतों के अध्ययन में एक संभावित उलझाना बन सकता है। विशेष रूप से squamate सरीसृप में, घ्राण संकेतों खाद्य 19 मदों की दोस्त चुनाव में एक प्रमुख भूमिका, हिंसक परिहार, और स्थान खेलते हैं। नतीजतन, परीक्षणों के बीच घ्राण संकेतों को नष्ट करने भूलभुलैया में जबकि घ्राण संकेतों के निम्नलिखित रोकता करने के लिए महत्वपूर्ण है।

हालांकि इस प्रोटोकॉल वयस्क पुरुष पक्ष-सूजा हुआ छिपकली 13 के साथ अच्छी तरह से काम किया है, भूलभुलैया और प्रोटोकॉल में संशोधन की संभावना जब छोटी छिपकलियों में या विभिन्न प्रजातियों (LaDage, अप्रकाशित डेटा) में स्थानिक सीखने और स्मृति परीक्षण के लिए होते हैं की जरूरत है। उदाहरण के लिए, किशोर छिपकली (यानी पक्ष-सूजा हुआ छिपकलियों के लिए छोटी से 9 महीने), प्रजाति है कि कूद, या वृक्षवासी प्रजातियों भूलभुलैया बंद पलायन करने, लक्ष्य छेद में वंश के लिए थोड़ा सम्मान के साथ करते हैं सकता है। कुछ मामलों में, भूलभुलैया के चारों ओर एक दीवार या एक संलग्न भूलभुलैया परिस्थितियों में सहायता कर सकतेइस मुद्दे cumventing, इतने लंबे समय के रूप में स्थानिक संकेत अभी भी भूलभुलैया की सतह से दिखाई दे रहे हैं। इसके अलावा, कार्य की पारिस्थितिकी प्रासंगिकता जब भूलभुलैया के किसी भी प्रकार को संशोधित करने को ध्यान में रखा जाना चाहिए। साइड-सूजा हुआ छिपकली, जो चट्टानों में और जमीन में छोटे छेद में दरारों में पलायन, एक बार्न्स भूलभुलैया पर अच्छी तरह से प्रदर्शन करते हैं। हालांकि, प्रजाति है कि स्तब्ध रह जाते हैं जब तक कि एक प्रेरक (जैसे, नकली शिकार प्रयास) भूलभुलैया अन्वेषण प्रेरित करने के लिए अवगत कराया बार्न्स भूलभुलैया कार्य पर अच्छा प्रदर्शन नहीं कर सकते। इसी तरह, अन्य संशोधनों बड़ी प्रजाति के लिए छेद का व्यास बढ़ रही है, और प्रजातियों कि छेद में उतर नहीं है के लिए छेद के बजाय खाल का उपयोग कर, वृक्षवासी प्रजातियों के लिए खड़ी भूलभुलैया orienting सहित कार्य पर प्रदर्शन में सुधार करने के लिए बनाया जा सकता है। पिछले अध्ययनों से दिखा दिया है कि इस उलझन के गुण फेरबदल प्रदर्शन 20-24 में भिन्नता बना सकते हैं; इस प्रकार, जब बार्न्स भूलभुलैया में संशोधन करने, प्राकृतिक में मतभेद उसकीइतिहास और ब्याज की प्रजातियों के व्यवहार को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

इस प्रोटोकॉल के पक्ष सूजा हुआ छिपकलियों में स्थानिक सीखने और स्मृति की जांच के लिए पर्याप्त रूप से अच्छी तरह से काम करते हैं, वहाँ कुछ सीमाएं और कठिनाइयों प्रोटोकॉल को क्रियान्वित कर रहे थे। जाहिर है, पक्ष-सूजा हुआ छिपकली, कसौटी तक पहुंचने के लिए प्रशिक्षण परीक्षणों की एक बड़ी संख्या जरूरी हो जाने की संभावना है, क्योंकि कोई प्रेरक पेश किया कि अन्वेषण को प्रोत्साहित करने और इस उलझन से बचने होता था। इस वजह से, प्रोटोकॉल लिखित रूप में विशेष रूप से जब प्रशिक्षण ट्रायल के दौरान मूषक के प्रदर्शन के साथ तुलना में काफी समय लेने वाला है। प्रतिकूल उत्तेजनाओं का परिचय भूलभुलैया से बचने के लिए इस मुद्दे को दरकिनार और कसौटी तक पहुँचने के लिए आवश्यक प्रशिक्षण परीक्षणों की संख्या कम हो सकती है प्रेरणा बढ़ाने के लिए। इसके अतिरिक्त, क्योंकि पढ़ाई की कमी की प्रयोगात्मक स्थानिक स्मृति के लिए परीक्षण और सरीसृप में सीखने, इस प्रोटोकॉल और भूलभुलैया संशोधन नहीं उचित या applicab हो सकता हैसभी प्रजातियों के लिए ले। इस तरह के ऊपर का सुझाव लोगों के रूप में संशोधनों के लिए एक उपयुक्त भूलभुलैया और ब्याज की प्रजातियों के लिए प्रोटोकॉल को डिजाइन करने में मदद मिल सकती है।

यहां वर्णित प्रोटोकॉल एक छोटे छिपकली में स्थानिक सीखने और स्मृति के प्रायोगिक परीक्षण के लिए अनुमति देता है। साँप अभिविन्यास और नेविगेशन क्षेत्र 7,8,25 में प्रदर्शन किया गया है, वहीं छोटे रूप में करने के लिए जो संकेतों इस्तेमाल कर रहे हैं जाना जाता है और नेविगेशन के दौरान प्राथमिकता के आधार पर किया जाता है। प्रयोगात्मक सरीसृप में नेविगेशन के दौरान क्यू प्राथमिकता के लिए परीक्षण कुछ अध्ययनों मानदंड और प्रजातियों जो स्थानिक सीखने और इस वर्गीकरण समूह भर में स्मृति के बारे में generalizability रोकना करने के लिए जाता बदलती इस्तेमाल किया है। हालांकि, कम से कम एक प्रजाति के भीतर और अध्ययनों में परीक्षण उपकरण और प्रोटोकॉल का मानकीकरण, स्थानिक सीखने और स्मृति में सामान्यीकरण के लिए जांच में सहायता करेगा। एक बार इस नींव स्थापित किया गया है, दूसरे, प्रोटोकॉल और अधिक विस्तृत आवेदन पत्र उचित होगा। instanc के लिएई, और अधिक स्पष्ट स्थानीय संकेतों को शुरू करने या प्रशिक्षण के दौरान स्थानिक संकेतों की विश्वसनीयता कम हो रही भूलभुलैया के भीतर नेविगेशन के लिए स्थानीय संकेतों के उपयोग पर अधिक निर्भरता उत्पन्न हो सकता है। इसके अलावा, लिंगों के संकेतों को अलग ढंग से प्राथमिकता हो सकती है, इस प्रकार का आकलन इस कार्य पर महिलाओं को भी प्राथमिकता क्यू में दिलचस्प intersexual मतभेद रोशन कर सकता है। जैसे कि इन संशोधनों प्रकट हो सकता है कि कैसे saliency और दोनों स्थानिक और स्थानीय संकेतों की स्थिरता नेविगेशन के दौरान स्मृति और बाद में याद करते हैं और उन संकेतों के उपयोग में क्यू प्राथमिकता मिलाना कर सकते हैं।

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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.

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References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Videbech, P., Ravnkilde, B. Hippocampal volume and depression: A meta-analysis of MRI studies. Am. J. Psychiatry. 161, 1957-1966 (2004).
  5. Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. Assessment of spatial memory in mice. Life Sci. 87, 521-536 (2010).
  6. Vorhees, C. V., Williams, M. T. Assessing spatial learning and memory in rodents. ILAR J. 55, 310-332 (2014).
  7. Jenssen, T. A. Spatial awareness by the lizard Anolis Cristatellus: Why should a non-ranging species demonstrate homing behavior. Herpetologica. 58, 364-371 (2002).
  8. 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).
  9. Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. Spatial and reversal learning in congeneric lizards with different foraging strategies. Anim. Behav. 57, 393-407 (1999).
  10. 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).
  11. Holtzman, D. A. From Slither to Hither: Orientation and Spatial Learning in Snakes. Integr. Biol. 1, 81-89 (1998).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. S. A role for acetylcholine in spatial memory in turtles. Physiol. Behav. 56, 135-141 (1994).
  18. 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).
  19. Mason, R. T. Reptilian Pheromone. Hormones, Brain, and Behavior: Biology of the Reptilia. Gans, C., Crews, D. , University of Chicago Press. 114-228 (1992).
  20. Crawley, J. N., et al. Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies. Psychopharmacology. 132, 107-124 (1997).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).

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तंत्रिका विज्ञान अंक 119 बार्न्स भूलभुलैया स्थानिक स्मृति शिक्षा अनुभूति व्यवहार छिपकली सरीसृप
छोटे Squamate सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन
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LaDage, L. D., Cobb Irvin, T. E.,More

LaDage, L. D., Cobb Irvin, T. E., Gould, V. A. Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles. J. Vis. Exp. (119), e55103, doi:10.3791/55103 (2017).

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