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Behavior

सीखने और चूहों में स्मृति की जांच के लिए उपंयास वस्तु मांयता परीक्षण

Published: August 30, 2017 doi: 10.3791/55718
Automatic Translation
1
1Pharmacological Sciences, Icahn School of Medicine at Mount Sinai

Summary

वस्तु पहचान परीक्षण (सॉर्ट) चूहों में सीखने और स्मृति के मूल्यांकन के लिए एक सरल और कुशल परख है । कार्यप्रणाली नीचे बताई गई है ।

Abstract

वस्तु पहचान परीक्षण (सॉर्ट) एक सामांय रूप से इस्तेमाल किया सीखने और चूहों में स्मृति के विभिंन पहलुओं की जांच के लिए व्यवहार परख है । सॉर्ट काफी सरल है और 3 दिनों में पूरा किया जा सकता है: habituation दिवस, प्रशिक्षण दिवस, और परीक्षण दिवस । प्रशिक्षण के दौरान, माउस 2 समान वस्तुओं का पता लगाने के लिए अनुमति दी है । परीक्षण दिवस पर, प्रशिक्षण वस्तुओं में से एक एक उपंयास वस्तु के साथ बदल दिया है । क्योंकि चूहों नवीनता के लिए एक सहज प्राथमिकता है, अगर माउस परिचित वस्तु को पहचानता है, यह उपंयास वस्तु पर अपने समय के सबसे खर्च होंगे । इस सहज वरीयता के कारण, सकारात्मक या नकारात्मक सुदृढीकरण या लंबे प्रशिक्षण कार्यक्रम के लिए कोई ज़रूरत नहीं है । साथ ही, सॉर्ट भी कई अनुप्रयोगों के लिए संशोधित किया जा सकता है । अवधारण अंतराल अल्पकालिक स्मृति की जांच करने के लिए, या लंबी अवधि की स्मृति जांच करने के लिए लंबा छोटा किया जा सकता है । औषधीय हस्तक्षेप प्रशिक्षण से पहले विभिंन समय में इस्तेमाल किया जा सकता है, प्रशिक्षण के बाद, या पहले सीखने के विभिंन चरणों की जांच करने के लिए याद (यानी, अधिग्रहण, जल्दी या देर समेकन, या याद) । कुल मिलाकर, सॉर्ट एक अपेक्षाकृत कम तनाव, चूहों में स्मृति के लिए कुशल परीक्षण है, और औषधीय, जैविक, या आनुवंशिक जोड़तोड़ के बाद neuropsychological परिवर्तन का पता लगाने के लिए उपयुक्त है ।

Introduction

ऑब्जेक्ट मान्यता परीक्षण (सॉर्ट), भी उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता परीक्षण (न ही) के रूप में जाना जाता है, और चूहों में सीखने और स्मृति के विभिन्न चरणों का परीक्षण करने के लिए एक अपेक्षाकृत तेज और कुशल साधन है. यह मूल रूप से १९८८ में Ennaceur और Delacour द्वारा वर्णित किया गया था और चूहों में मुख्य रूप से इस्तेमाल किया1; हालांकि, तब से, यह सफलतापूर्वक चूहों में उपयोग के लिए अनुकूलित किया गया है2,3,4,5,6,7। परीक्षण के रूप में कुछ के रूप में तीन सत्रों पर निर्भर करता है: एक habituation सत्र, एक प्रशिक्षण सत्र, और एक परीक्षण सत्र । प्रशिक्षण बस दो समान वस्तुओं के दृश्य अंवेषण शामिल है, जबकि परीक्षण सत्र एक उपंयास वस्तु के साथ पहले से पता लगाया वस्तुओं में से एक की जगह शामिल है । क्योंकि कुतर नवीनता के लिए एक सहज प्राथमिकता है, परिचित वस्तु याद है कि एक चूहे और अधिक समय बिताना उपंयास वस्तु7,8,9की खोज करेंगे ।

अन्य कुतर स्मृति परीक्षणों पर सॉर्ट का मुख्य लाभ यह है कि यह नवीनता की खोज के लिए ' कुतर प्राकृतिक proclivity पर निर्भर करता है8। इसलिए, वहां कई प्रशिक्षण सत्र या किसी भी सकारात्मक या नकारात्मक सुदृढीकरण व्यवहार को प्रेरित करने के लिए कोई ज़रूरत नहीं है । इसका मतलब यह है कि सॉर्ट बहुत कम तनावपूर्ण है, अंय परीक्षणों के सापेक्ष10,11,12,13,14,15, और महत्वपूर्ण की आवश्यकता है कम समय ऐसे मॉरिस पानी भूलभुलैया या बार्ंस भूलभुलैया, जो दोनों एक सप्ताह या अब तक ले जा सकते है के रूप में अंय सामांय रूप से इस्तेमाल किया स्मृति परीक्षणों, से चलाने के लिए । नतीजतन, सॉर्ट की स्थिति और अधिक बारीकी से मानव अनुभूति का अध्ययन में इस्तेमाल किया उन समान, कई अंय कुतर स्मृति परीक्षणों पर परीक्षण के पारिस्थितिक वैधता में वृद्धि । इसी तरह, क्योंकि सॉर्ट एक सरल दृश्य याद कार्य है, यह सफलतापूर्वक मानव और गैर मानव रहनुमाओं सहित कई प्रजातियों में उपयोग के लिए अनुकूलित किया गया है, declarative स्मृति के विभिन्न अंतर प्रजातियों के पहलुओं का आकलन करने के लिए 2,16 ,17. अंत में, सॉर्ट आसानी से सीखने और स्मृति (जैसे, अधिग्रहण, समेकन, या याद) के विभिंन चरणों की जांच करने के लिए संशोधित किया जा सकता है, स्मृति के विभिंन प्रकारों का आकलन (उदा, स्थानिक स्मृति), या अलग प्रतिधारण का आकलन करने के लिए अंतराल (यानी, अल्पकालिक बनाम लंबी अवधि के स्मृति) ।

सॉर्ट की बहुमुखी प्रतिभा असंख्य अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए एक मंच प्रदान करता है । अध्ययन या तो बाधित या याददाश्त बढ़ाने के लिए औषधीय एजेंटों का उपयोग कर सकते हैं । दवा प्रशासन के समय से पहले या प्रशिक्षण के बाद बदलती है, या परीक्षण करने से पहले अंतर्निहित तंत्रिका तंत्र पर संकेत कर सकते है कि नेतृत्व बाधित या बढ़ाया स्मृति6,18,19, 20. एक समान तरीके से, optogenetic प्रौद्योगिकी के इन एक ही विभिंन समय अंक में इस्तेमाल किया जा सकता है तंत्रिका सक्रियण को देखो/हिचक कि सीखने और स्मृति के विभिंन चरणों में योगदान देता है । सॉर्ट भी ट्रांसजेनिक पशुओं में अंतर का आकलन करने के लिए उपयुक्त है, घाव अध्ययन में, या neurodegenerative मॉडल में या एजिंग अध्ययन में21,22,23,24, 25 , 26 , 27 , 28. प्रशिक्षण और परीक्षण के बीच का समय, प्रतिधारण अंतराल के रूप में जाना जाता है, कम और दीर्घकालिक स्मृति26पर इन परिवर्तनों में से किसी का आकलन करने के लिए बदला जा सकता है । अंततः, सॉर्ट एक उपकरण के लिए औषधीय, आनुवंशिक अध्ययन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और सीखने और स्मृति में स्नायविक परिवर्तन, या इन उपकरणों के लिए सीखने और सॉर्ट में स्मृति के आधार का अध्ययन किया जा सकता है ।

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Protocol

< p class = "jove_content" > यहां निष्पादित सभी प्रक्रियाओं को पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा प्रस्तुत और अनुमोदित किया गया और NIH दिशानिर्देशों का पालन किया गया ।

< p class = "jove_title" > 1. वस्तु चयन और प्रायोगिक सेटअप

  1. उन ऑब्जेक्ट्स का चयन करें जो कि पर्याप्त रूप से चूहों द्वारा भेदभाव किए जाने के लिए भिन्न हैं, लेकिन जटिलता की एक समान डिग्री है (बनावट, आकार, रंग स्वरूप और चमक, आदि ) आदेश में परिणाम पूर्वाग्रह हो सकता है कि किसी भी संभावित प्रेरित वस्तु वरीयता को कम करने के लिए (देखें Ennaceur २०१० ऑब्जेक्ट विकल्प का एक व्यापक विवरण के लिए < सुप वर्ग = "xref" > ७ ). जन्मजात वरीयता और भेदभाव के लिए
    1. टेस्ट (देखें चरण 2 & #38; 3).
    2. का उपयोग करें जो माउस-आकार या केवल थोड़ा बड़ा अंवेषण को प्रोत्साहित करने के लिए है (< सशक्त वर्ग = "xfig" > आरेख 1 ) । प्रेरित वरीयता को कम करने, सुनिश्चित करें कि चूहों दोनों वस्तुओं या न तो वस्तु पर चढ़ने में सक्षम हैं, हालांकि एक वस्तु पर चढ़ने की क्षमता की खोज में रुचि बढ़ सकता है (समय सिर्फ एक वस्तु पर बैठे खर्च की खोज समय की ओर नहीं गिना जाता है.)
    3. के पास प्रत्येक वस्तु की ंयूनतम 2 प्रतियां होती हैं । हालांकि, परीक्षण के दौरान संभावित गंध संकेतों को कम करने के लिए, प्रत्येक वस्तु के कम से 3, प्रशिक्षण के लिए डुप्लिकेट और परीक्षण के लिए एक है ।
    4. उपयोग गैर तोड़ने वाली सामग्री से बना वस्तुओं, प्रयोग के दौरान क्षति के कारण एक वस्तु के नुकसान के रूप में परीक्षण की निरंतरता के साथ हस्तक्षेप सकता है, और संभावित नुकसान या पशु को चोट के कारण ।
    5. अच्छी तरह से पहले और उपयोग के बीच वस्तुओं को साफ (७०% vol/
  2. चमकदार प्रकाश व्यवस्था के तनाव को कम करने के लिए, फैलाना, कम प्रकाश का उपयोग, भूलभुलैया के केंद्र के साथ 20 लक्स के आसपास प्रबुद्ध. नियमित रूप से आवास की स्थिति के समान तापमान और आर्द्रता का उपयोग करें । यदि चूहों को एक आवास कमरे से प्रयोग के लिए एक अलग कमरे में ले जाया जा रहा है, acclimate चूहों को अपने नए कमरे में एक दिन का उपयोग करने से पहले कम से 1 ज के लिए ।
  3. संभाल चूहों अच्छी तरह से प्रशिक्षण से पहले । क्योंकि परीक्षण के लिए नवीनता का पता लगाने के लिए कुतर की प्राकृतिक प्रवृत्ति पर निर्भर करता है, किसी भी तनाव या हैंडलिंग कि उनके क्षेत्र का पता लगाने की इच्छा के साथ हस्तक्षेप कर सकते है से चिंता को कम करने, और बाद में, वस्तुओं । आदर्श रूप में, संभाल चूहों 1-2 बार/दिन के लिए न्यूनतम 1 मिनट, 1 करने के लिए 2 सप्ताह से पहले का परीक्षण < सुप वर्ग = "xref" > १५ , < सुप वर्ग = "xref" > २९ .
  4. मुख्य क्षेत्र के लिए, एक वर्ग कक्ष का उपयोग करें (लगभग ४० cm x ४० cm x ४० cm) सफेद या काले, गैर-छिद्रित प्लास्टिक से बने, माउस के रंग के विपरीत । वैकल्पिक रूप से, एक गोल अखाड़ा एड का उपयोग करें । विशेष रूप से, जब एक वर्ग क्षेत्र के कोनों में बैठ सकता है कि चिंतित चूहों का उपयोग कर, एक दौर क्षेत्र खोजपूर्ण व्यवहार को प्रोत्साहित करने के लिए बेहतर हो सकता है < सुप वर्ग = "xref" > १८ , < सुप वर्ग = "xref" > ३० . प्रशिक्षण दिवस पर
    1. , कर्ण पर 2 समान वस्तुएं ( यानी कोने में एक और एसई कोने में एक) । यदि वस्तुओं को भी प्रकाश कर रहे है और माउस से ले जाया जा सकता है, उंहें फर्श पर जकड़ना । हटाने योग्य बढ़ते पुटी अच्छी तरह से काम करता है ।
      2. परीक्षण दिवस के लिए
    2. , प्रत्येक ऑब्जेक्ट की 3 rd प्रतिलिपि का उपयोग एक परिचित ऑब्जेक्ट और एक उपन्यास ऑब्जेक्ट को प्रशिक्षण दिवस के समान विकर्ण पर रखने के लिए करें (< सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्र 2 ).
    3. Counterbalance वस्तुओं के प्रत्येक सेट का उपयोग करें ताकि प्रत्येक वस्तु समान रूप से एक परिचित वस्तु के रूप में और एक उपंयास वस्तु के रूप में प्रयोग किया जाता है । इसके अलावा, क्षेत्र के 4 कोनों में से प्रत्येक के लिए उपंयास वस्तु का स्थान counterbalance । ध्यान दें कि जो कर्ण के लिए प्रयोग किया जाता है यकीन है कि किस जानवर इतना है कि प्रशिक्षण के दिन पर इस्तेमाल किया कर्ण के रूप में एक ही है कि परीक्षण के दिन पर इस्तेमाल किया, प्रत्येक माउस के लिए ।
    4. अच्छी तरह से तंत्र और वस्तुओं को साफ करने से पहले और उपयोग के बीच गंध cues हटाने के लिए (७०% vol/
  5. कैमरे की खोज के इष्टतम देखने के लिए सीधे तंत्र के उपरि जगह है । केवल सही विश्लेषण के लिए नाक बिंदु का पता लगाने के साथ सॉफ्टवेयर का उपयोग करें । यदि सॉफ्टवेयर का उपयोग कर, जगह में वस्तुओं के साथ एक पृष्ठभूमि छवि पर कब्जा शुरू करने से पहले । सॉफ्टवेयर में, अंवेषण के क्षेत्र निर्धारित करने के लिए लगभग 2-3 सेमी वस्तु के आसपास हो ।
  6. प्रयोगकर्ता हस्तक्षेप को कम करने के लिए, परीक्षण रिकॉर्ड और बाद में यह स्कोर । स्कोरर को प्रायोगिक शर्तों पर अंधा कर रहा है । प्रयोग के दौरान मैन्युअल रूप से स्कोरिंग करने पर, यह सुनिश्चित करें कि प्रयोगकर्ता क्षेत्र से 1 मीटर से अधिक है, और माउस के लिए दृश्यमान नहीं है.
    नोट: किसी भी समय माउस को सक्रिय vibrissae के बिना वस्तु पर बैठे खर्च झाडू या सूंघने की खोज समय के रूप में गिनती नहीं है ।
  7. को परिभाषित अन्वेषण के रूप में जब माउस & #39; एस शोर वस्तु की ओर इशारा किया है और वस्तु के 2-3 सेमी के भीतर, सक्रिय vibrissae झाडू या सूंघने के साथ. सक्रिय अंवेषण के संकेत के बिना किसी भी वस्तु पर बैठे समय गिनती मत करो ।
< p class = "jove_title" > 2. आवश्यक पायलट प्रयोग

  1. के लिए परीक्षण प्रेरित वरीयता
    1. के लिए habituation, अपने घर पिंजरे से माउस को हटाने और इसे खुले क्षेत्र के बीच में जगह है । माउस को स्वतंत्र रूप से 5 min.
      2. के लिए तलाशने की अनुमति दें प्रशिक्षण दिवस (T1) पर
    2. , तंत्र के विपरीत वृत्त का चक्र में 2 अलग वस्तुओं जगह है, ( यानी , और एसई कोनों) । अपने घर पिंजरे से माउस निकालें और इसे खुले क्षेत्र के बीच में जगह है । 10 min.
      3. के लिए नि: शुल्क अन्वेषण की अनुमति दें
    3. गणना भेदभाव सूचकांक । यदि कोई प्रेरित वरीयता नहीं है, तो भेदभाव सूचकांक में या शूंय के पास होना चाहिए । वरीयता दिखाने वाले किसी भी ऑब्जेक्ट का उपयोग सॉर्ट.
      4. के लिए नहीं किया जाना चाहिए
  2. परीक्षण के लिए भेदभाव की क्षमता
    1. के लिए habituation, अपने घर पिंजरे से माउस को हटाने और यह खुला क्षेत्र के बीच में जगह है । माउस को स्वतंत्र रूप से 5 min.
      2. के लिए तलाशने की अनुमति दें
    2. पर प्रशिक्षण सत्र (T1), जगह 2 विपरीत वृत्त का चक्र में समान वस्तुओं । क्षेत्र के केंद्र में माउस प्लेस और माउस 10 min.
      3. के लिए पता लगाने के लिए अनुमति दें परीक्षण सत्र (टी 2) पर
    3. , विपरीत चक्रों में T1 और एक उपंयास वस्तु के दौरान इस्तेमाल किया वस्तु में से एक जगह (यानी,, और एसई कोनों) । ६० मिनट T1 के बाद, क्षेत्र के केंद्र में माउस जगह और 10 min.
      4. के लिए नि: शुल्क अन्वेषण की अनुमति
    4. गणना भेदभाव सूचकांक । ६० ंयूनतम अवधारण अंतराल पर, भेदभाव सूचकांक ०.२५ से ऊपर होना चाहिए ।
< p class = "jove_title" > 3. प्रयोगात्मक प्रक्रिया

  1. Habituation
    1. अपने घर पिंजरे से माउस को हटाने और इसे खुले, खाली अखाड़ा के बीच में जगह है । 5 मिनट के लिए क्षेत्र के मुक्त अन्वेषण के लिए अनुमति दें । एक बार घर पिंजरे खाली है, यह एक पकड़े पिंजरे अगले दिन के रूप में उपयोग के लिए सहेजें ।
      2. 5 मिनट के अंत में
    2. , माउस और एक पकड़ पिंजरे में जगह निकालें । अपने मूल पिंजरे में माउस को वापस नहीं, या यह परीक्षण किया जा करने के लिए शेष चूहों के व्यवहार को प्रभावित कर सकता है ।
    3. अच्छी तरह से ७०% vol/
      का उपयोग चूहों के बीच उपकरण साफ नोट: habituation के दौरान, चिंता-जैसे व्यवहार को केंद्र में बिताए गए समय की गणना करके आंका जा सकता है (see Prut & #38; Belzung 2003 < सुप क्लास = "xref" > 31 ). यह एक उपयोगी मीट्रिक जब T1 के लिए समय की लंबाई पर विचार कर रहा है. उच्च चिंता चूहों ंयूनतम अन्वेषण कसौटी तक पहुंचने के लिए एक 10 मिनट सत्र की आवश्यकता हो सकती है ।
  2. प्रशिक्षण (T1)
    1. क्षेत्र के विपरीत वृत्त का चक्र में दो समान वस्तुओं जगह ( यानी , NE कॉर्नर और दप कॉर्नर).
    2. 24 ज habituation के बाद, अपने घर पिंजरे से माउस को हटाने और यह क्षेत्र के केंद्र में जगह है, 2 समान वस्तुओं से equidistant ।
    3. 5 मिनट की एक ंयूनतम के लिए मुफ्त अन्वेषण की अनुमति दें । यदि चूहों कि कम हरकत या अन्वेषण गतिविधि के लिए जाना जाता है के एक तनाव का उपयोग कर, ( यानी , ज्यादातर चूहों 5 मिनट से दोनों वस्तुओं के 20 एस अन्वेषण की एक ंयूनतम तक पहुंच नहीं है, के रूप में पायलट प्रयोगों या साहित्य में वर्णित), सभी mic के लिए 10 मिनट के लिए परीक्षण का विस्तार ई. में पलटन.
    4. परीक्षण के अंत में, माउस और पकड़ पिंजरे में जगह हटा दें । एक बार घर के पिंजरे खाली है, इसे उपयोग के लिए सहेजें के रूप में परीक्षण दिवस पर पकड़े पिंजरे.
    5. अच्छी तरह से तंत्र और ७०% vol/
      6. का उपयोग चूहों के बीच वस्तुओं को साफ
  3. परीक्षण (टी 2)
    1. प्लेस एक T1 ( अर्थात् , परिचित वस्तु) और क्षेत्र के विपरीत वृत्त का चक्र में एक उपंयास वस्तु के दौरान इस्तेमाल किया वस्तु । प्रत्येक माउस के लिए T1 के दौरान उपयोग किया गया के रूप में एक ही स्थान का उपयोग करें ।
    2. को चुनने के टी 2 अंतराल पर T1, अपने घर पिंजरे से माउस को हटाने और यह केंद्र क्षेत्र में जगह है, परिचित वस्तु और उपंयास वस्तु से equidistant ।
      नोट: 24 ज के एक अवधारण अंतराल पर, अधिकांश चूहे परिचित और उपंयास वस्तु के बीच भेदभाव करने में सक्षम नहीं होंगे (आमतौर पर-०.२ & #60; d2 & #60; ०.२, एक सकारात्मक नियंत्रण की तुलना में < सुप वर्ग = "xref" > ३२ ). nootropic प्रभाव के लिए परीक्षण, स्मृति बढ़ाने के लिए जांच करने के लिए इस समय बिंदु का उपयोग करें. स्मृति घाटे के लिए जांच करने के लिए, माउस के तनाव के आधार पर 20 मिनट के लिए 4 घंटे के बीच कहीं भी की एक छोटी अवधारण अंतराल का उपयोग करें ।
    3. 10 मिनट के लिए नि: शुल्क अंवेषण की अनुमति । परीक्षण के अंत में, माउस और पकड़ पिंजरे में जगह निकालें ।
    दोनों T1 और टी 2 के लिए
  4. , पहले 5 मिनट स्कोर. यदि माउस दोनों वस्तुओं के लिए 20 एस के ंयूनतम अंवेषण समय को पूरा नहीं करता है, पिछले स्कोरिंग जारी 5 मिनट तक कुल अंवेषण से अधिक 20 एस
< p class = "jove_title" > 4. डेटा विश्लेषण

  1. बहिष्करण मापदंड
    1. प्रशिक्षण (T1) और परीक्षण (टी 2) के दौरान, प्रत्येक सत्र के लिए दोनों ऑब्जेक्ट्स के लिए कुल अन्वेषण समय की गणना (e1 और e2). अधिकांश चूहों 5 मिनट से 20 एस के दोनों वस्तुओं के लिए एक ंयूनतम अन्वेषण कुल तक पहुंच जाना चाहिए
    2. कम अन्वेषण है कि चूहों के उपभेदों के लिए 10 मिनट के लिए T1 और टी 2 समय का विस्तार और 5 मिनट से इस न्यूनतम मापदंड को पूरा नहीं करते हैं, के रूप में पायलट परीक्षण के दौरान मनाया.
    3. 5 मिनट या परे 5 मिनट के लिए स्कोर व्यवहार जब तक वे 20 एस ंयूनतम कसौटी पर पहुंच ।
    4. अगर चूहों 10 मिनट में या तो T1 या टी 2 के लिए दोनों वस्तुओं के लिए अन्वेषण के एक 20 एस न्यूनतम तक पहुंच नहीं है, विश्लेषण से बाहर, के रूप में यह पुष्टि नहीं की जा सकती वे काफी समय बिताया जानने के लिए खोज/
  2. निरपेक्ष vs सापेक्षिक विश्लेषण
    नोट: विश्लेषण के लिए अलग फार्मूले और एक दूसरे के लिए उनके रिश्ते को तालिका 1 में देखा जा सकता है ।
    1. 2 समरूप वस्तुओं के लिए प्रशिक्षण के दौरान कुल अंवेषण समय के रूप में e1 की गणना करते हैं, जहां a1 और a2 समान ऑब्जेक्ट्स हैं ।
      e1 = a1 + a2
    2. परिचित वस्तु (ए) और उपंयास वस्तु (ख) के लिए परीक्षण के दौरान कुल अन्वेषण समय के रूप में e2 की गणना
      e2 = a + b
    3. बस समय उपंयास वस्तु शूंय से परिचित वस्तु की खोज बिताया समय तलाश बिताया के रूप में d1 गणना । निरपेक्ष भेदभाव माप (d1) चूहों या उपचार समूहों के बीच अन्वेषण समय में अंतर खाते में नहीं ले, हालांकि कुछ परिस्थितियों में, यह एक अधिक संवेदनशील उपाय हो सकता है < सुप वर्ग = "xref" > २ .
      d1 = b-अ
    4. समय के उपंयास वस्तु की खोज बिताया समय के रूप में की गणना d2 कुल खोज समय से विभाजित परिचित वस्तु की खोज बिताया । सबसे अधिक इस्तेमाल किया उपाय अक्सर भेदभाव सूचकांक (d2), जो खोज समय में मतभेदों से प्रभावित नहीं है के रूप में संदर्भित एक रिश्तेदार भेदभाव मूल्य है । इसका मतलब है सभी मूल्यों के बीच गिर जाएगी-1 और + 1.
      d2 = d1/e2
    5. वैकल्पिक रूप से, मान्यता या वरीयता अनुक्रमणिका (d3) की गणना < सुप वर्ग = "xref" > ३ . इस समय कुल समय से विभाजित उपंयास वस्तु खोज बिताया है । इसका अर्थ है कि सभी मान 0 और 1 के बीच गिर जाएंगे । यह अक्सर १०० से गुणा और प्रतिशत मूल्य के रूप में इस्तेमाल किया जाता है ।
      d3 = b/e2 * 100
  3. सांख्यिकीय विश्लेषण
    1. प्रत्येक समूह के लिए अर्थ भेदभाव मान का उपयोग करते हुए, एक-तरफ़ा ANOVA का उपयोग करके स्मृति प्रदर्शन निर्धारित करें । आगे के विश्लेषण के लिए, दो-तरफा पोस्ट हॉक तुलना को स्वास्थ्यकर्मी बनाम व्हीकल कंडीशन और पॉजिटिव/निगेटिव कंट्रोल ग्रुप के साथ करें ।

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Representative Results

सॉर्ट के लिए एक सामान्य प्रायोगिक सेटअप चित्रा 2में दिखाया गया है । habituation दिवस (टी0) पर चूहों खाली क्षेत्र में 5 मिनट के लिए रखा जाता है चौबीस घंटे बाद, चूहों वापस चैंबर में 2 समान वस्तुओं के साथ रखा जाता है और आज़ादी के लिए 10 मिनट (T1) तक का पता लगाने की अनुमति दी. परीक्षण दिवस (टी 2) पर, चूहों फिर क्षेत्र में रखा जाता है, लेकिन एक परिचित वस्तु और एक उपंयास वस्तु के साथ, और 10 मिनट तक के लिए पता लगाने की अनुमति दी । अवधारण अंतराल, T1 और टी 2 के बीच का समय, प्रयोग के अंतिम लक्ष्यों के आधार पर बदला जा सकता है । प्रतिनिधि डेटा में, क्योंकि अवरोधकों स्मृति बढ़ाने के लिए उम्मीद कर रहे हैं, चूहों T1 के बाद 24 घंटे का परीक्षण कर रहे हैं, एक समय में वाहन का इलाज चूहों कोई भेदभाव दिखाना चाहिए.

Phosphodiesterase 2 अवरोधकों सॉर्ट में सीखने और स्मृति को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है । के रूप में वाहन की तुलना में, PDE2 अवरोधकों बे 60-7550 के प्रशासन या ND7001 काफी बढ़ाया स्मृति में एक खुराक पर निर्भर तरीके से, जब 30 मिनट के प्रशिक्षण से पहले दिया (T1)6 (आंकड़े एक और3 बी). जब अलग समय पर प्रशासित-प्रशिक्षण और परीक्षण के सापेक्ष अंक, PDE2 अवरोध करनेवाला बे 60-7550 काफी स्मृति को बढ़ाता है जब 30 प्रशिक्षण से पहले मिनट, तुरंत प्रशिक्षण के बाद, और 30 मिनट के लिए याद करने से पहले (4a के आंकड़े और 4b ). यह पता चलता है कि PDE2 निषेध अधिग्रहण या जल्दी समेकन तंत्र के दौरान स्मृति को बढ़ाता है और6याद के दौरान । इस प्रयोग में प्रयुक्त चूहे प्रयोग भोली नर ICR चूहे, 6-8 सप्ताह पुराने थे.

जब प्रयोग के डिजाइन पर विचार, वहां कारकों की एक संख्या है कि विचार किया जाना चाहिए रहे हैं । माउस के तनाव बहुत दोनों की खोज समय और सकारात्मक वस्तु भेदभाव के लिए प्रतिधारण अंतराल को प्रभावित कर सकते हैं । Sık और सहकर्मियों ने C57BL, स्विस, बालब/c और 129/एसवी चूहों30सहित सामांयतः प्रयुक्त उपभेदों के एक नंबर का विश्लेषण किया । उन्हें पता चला कि उपभेदों के बीच कुल खोजपूर्ण समय में एक महत्वपूर्ण अंतर है, स्विस और बालब/सी के साथ सबसे अधिक खोजपूर्ण समय और C57BL और 129/एसवी सबसे कम खोजपूर्ण समय के साथ । यह निरपेक्ष भेदभाव मान (d1) को प्रभावित करता है । साथ ही, अवधारण अंतराल समय के साथ एक महत्वपूर्ण कमी दिखाता है, 129/एसवी चूहों के साथ 1 घंटे में चार उपभेदों का सबसे कम d2 मान (चित्र 5) । के लिए 129/एसवी तनाव, यह उनके अंवेषण के निंन स्तर के कारण हो सकता है और जरूरी नहीं कि मांयता की उनकी कमी है । यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने एक छोटे T1 और टी 2 (परीक्षण के अनुसार 3 मिनट), जो चार उपभेदों की खोज के 20 एस ंयूनतम समय तक पहुंचने के केवल दो में परिणाम यहां का सुझाव दिया । यह ंयूनतम मापदंड अक्सर जानने के लिए और वस्तुओं का पता लगाने के लिए आवश्यक समय की ंयूनतम राशि माना जाता है4। यहां उद्धृत अध्ययन इस तरह के एक ंयूनतम मानदंड होने के महत्व को दर्शाता है ।

Figure 1
चित्र 1: सॉर्ट में उपयोग के लिए नमूना ऑब्जेक्ट्स. Lueptow एट अल में इस्तेमाल किया वस्तुओं काफी सरल हैं, लेकिन कुछ विशिष्ठ विशेषताएं6है । सभी आइटम एक सामांय माउस से थोड़ा बड़ा है और आसानी से पर चढ़ सकते हैं । बाएं से दाएं दिखाया गया है एक उल्टा बियर चखने कांच, बनावट के लिए टेप के साथ एक खिलौना इमारत ब्लॉक, एक आइस पैक, और एक खिलौना इमारत एक फैला हुआ आंख लगाव के साथ ब्लॉक । वस्तुओं को हटाने योग्य बढ़ते पुटी के साथ फर्श पर अटक गया है, तो के रूप में नहीं ले जाने या अंवेषण के दौरान टिप । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: सॉर्ट के लिए प्रायोगिक सेटअप. सॉर्ट 3 दिन से अधिक जगह लेता है । पहला दिन है habituation (टी0), जिसमें एक चूहे को 5 मिनट के लिए खुले मैदान का पता लगाने की अनुमति है । 2 दिवस प्रशिक्षण (T1), जिसमें माउस को 2 समान तिरछे साथ रखा वस्तुओं के साथ क्षेत्र का पता लगाने की अनुमति दी है । टेस्टिंग (टी 2) T1 के बाद 24 ज जगह लेता है (इस प्रतिधारण अंतराल कम या अब बनाया जा सकता है, प्रयोगात्मक स्थितियों पर निर्भर करता है) । चूहों को परिचित वस्तुओं और एक उपंयास वस्तु, तिरछे साथ रखा में से एक के साथ क्षेत्र का पता लगाने की अनुमति दी जाती है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: सॉर्ट में स्मृति की खुराक पर निर्भर वृद्धि. (क) बे ६०७५५० और (ख) ND7001, जब प्रशिक्षण से पहले 30 मिनट दिया, एक खुराक निर्भर तरीके में सुधार स्मृति जब दिया, के रूप में भेदभाव सूचकांक (d2) में वृद्धि के द्वारा देखा । सलाखों के प्रतिनिधित्व का अर्थ है ± S.E.M.; n = प्रति समूह 10-18 । p = ०.०५, * p & #60; ०.०५, * * p & #60; ०.०१, * * * p & #60; ०.००१ बनाम वाहन । यह आंकड़ा Lueptow एट अलसे नकल किया गया है, स्प्रिंगर विज्ञान और व्यापार मीडिया से तरह की अनुमति के साथ6 २०१६ । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: अधिग्रहण के दौरान PDE2 अवरोध, जल्दी समेकन, या सॉर्ट में काफी बढ़ाया स्मृति याद. (a) बे ६०७५५० (3 mg/काफी स्मृति बढ़ाया जब प्रशिक्षण (अधिग्रहण) से पहले 30 मिनट दिया । (b) बे ६०७५५० (3 mg/प्रशिक्षण के तुरंत बाद (समेकन) या 30 मिनट के परीक्षण से पहले दिया (याद) काफी बढ़ाया स्मृति, के रूप में भेदभाव सूचकांक (d2) में वृद्धि के द्वारा देखा । सलाखों मतलब ± S.E.M. प्रतिनिधित्व करते हैं; n = प्रति समूह 10-18 । * p & #60; ०.०५, * * p & #60; ०.०१, * * * p & #60; ०.००१ बनाम वाहन । यह आंकड़ा Lueptow एट अलसे नकल किया गया है, स्प्रिंगर विज्ञान और व्यापार मीडिया से तरह की अनुमति के साथ6 २०१६ । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

alt= चित्रा 5: अवधारण अंतराल में स्मृति में निर्भर अंतर तनाव. भिन्न विलंब पर कोई ऑब्जेक्ट मान्यता कार्य में C57BL, स्विस, बालब/c और 129/Sv चूहों के सापेक्ष भेदभाव अनुक्रमणिका (d2) का प्रदर्शन । सभी उपभेदों 1-h अंतराल पर वस्तुओं के बीच भेदभाव, लेकिन 4 और 24 घंटे के अंतराल पर नहीं । मान का प्रतिनिधित्व मतलब (± S.E.M.) । क्षेत्र डॉटेड रेखाओं के बीच इंगित करता है कि वर्चुअल समूह की S.E.M.-श्रेणी (माध्य: 0, S.E.M.: ०.०६) । इस आंकड़े को Şık एट अल से कॉपी किया गया है । २००३ Elsevier से तरह की अनुमति के साथ30 ।

अन्वेषण भेदभाव
e1 = a1 + a2 d1 = b-a
e2 = a + b d2 = d1/
d3 = b/e2 * 100

तालिका 1: सॉर्ट में डेटा विश्लेषण के लिए सूत्र. e1 प्रशिक्षण के दौरान कुल अंवेषण समय है । T1 के दौरान प्रत्येक समान ऑब्जेक्ट पर a1 और a2 समय होता है । e2 परीक्षण के दौरान कुल अन्वेषण समय है, जहां एक परिचित वस्तु है और बी उपंयास वस्तु है ।

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Discussion

सॉर्ट अध्ययन सीखने और चूहों में स्मृति के लिए एक कुशल और लचीला तरीका है । एक प्रयोग की स्थापना करते समय, यह परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं कि चर की एक संख्या पर विचार करने के लिए महत्वपूर्ण है. के रूप में प्रतिनिधि परिणामों में चर्चा की, माउस का तनाव दोनों की खोज समय और प्रतिधारण अंतराल को प्रभावित करेगा । अन्वेषण समय में कमी एक निरपेक्ष भेदभाव विश्लेषण में विषम या मास्क परिणाम हो सकता है2,3,5,30,३२। चूहों के कुछ उपभेदों कम प्रतिधारण अंतराल, जैसे 1 या 4 एच है, जो परिणाम मुखौटा अगर स्मृति हानि की तलाश में सकता है पर भेदभाव के मूल्यों में कमी हो सकती है । वैकल्पिक रूप से, कुछ उपभेदों उच्च भेदभाव मान हो सकता है लंबे समय तक अवधारण अंतराल, जैसे 24 h, जो स्मृति वृद्धि4के प्रभाव मास्क हो सकता है,5,30। तनाव मतभेद के अलावा, अंय जैविक कारकों पर विचार करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, आयु, लिंग सहित, और रोग राज्यों (आगे पढ़ने के लिए संदर्भ देखें20,21,22,23 ,24). इसलिए, अवधारण अंतराल सावधानीपूर्वक माना जाना चाहिए, और एक समय-पाठ्यक्रम विश्लेषण संभावित सबसे उपयुक्त अंतराल का निर्धारण करने के लिए आवश्यक है । अंत में, यह भी ध्यान से परख7में इस्तेमाल किया वस्तुओं का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है । वे पूर्व के लिए बाहर किसी भी वस्तु वरीयता शासन और हमेशा एक counterbalanced तरह से किसी भी प्रेरित वस्तु वरीयता कम करने के लिए परीक्षण किया जाना चाहिए ।

जबकि सॉर्ट काफी सरल है और तेजी से उपयोग करते हैं, यह सीमाएं है । क्योंकि वहाँ केवल एक प्रशिक्षण सत्र है, यह सीखने की दर में संभावित मतभेदों का विश्लेषण करने के लिए संभव नहीं है. हालांकि, क्योंकि प्रशिक्षण और याद केवल एक सत्र प्रत्येक रहे हैं, यह इस तरह के समेकन या याद के रूप में सीखने और स्मृति के व्यक्तिगत चरणों का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है । इसके अतिरिक्त, समूह के लिए उचित शक्ति के साथ सांख्यिकीय महत्व प्राप्त करने की जरूरत आकार काफी अधिक हो जाता है (अक्सर 15-20 चूहों/समूह), और अक्सर, 2 या अधिक चूहों T1, टी 3, या दोनों के दौरान पर्याप्त अन्वेषण की कमी के कारण बाहर रखा जाना चाहिए. हालांकि, समय के लिए परख को लागू करने की जरूरत काफी कम है जब स्मृति, जो उच्च प्रवाह के लिए समग्र अनुमति देता है के अंय परीक्षणों की तुलना में । तंत्रिका के संदर्भ में है कि सॉर्ट, स्मृति के अंय परीक्षणों में से कुछ के विपरीत, जो स्पष्ट रूप से एक मस्तिष्क क्षेत्र के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है, सॉर्ट कुछ मस्तिष्क क्षेत्रों और न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम, हिप्पोकैंपस और perirhinal सहित का उपयोग करने के लिए प्रकट होता है क्षेत्र16,17,३३,३४,३५,३६,३७,३८,३९. यह संभावित अंतर्निहित तंत्रिका के संदर्भ में, व्याख्या करने के लिए मुश्किल बनाता है, लेकिन यह भी आगे समझने के लिए अनुसंधान के एक अमीर क्षेत्र प्रदान करता है ।

जबकि सॉर्ट चल रहा है, कुछ मुद्दों, जैसे कुछ उपभेदों या चूहों के साथियों के बीच अन्वेषण की कमी के रूप में पैदा हो सकता है, विषम प्रदर्शन में जिसके परिणामस्वरूप एक जन्मजात वस्तु वरीयता, या एक अनुचित तरीके से चुना समय बिंदु के कारण प्रभाव की कमी. इसलिए, किसी भी संभावित समस्याओं को पहचानने और सही करने के लिए प्रायोगिक प्रयोगों को चलाना बहुत महत्वपूर्ण है । चूहों के कुछ उपभेदों चिंता का उच्च सहज स्तर है, जो संभवतः हरकत गतिविधि और/या अंवेषण समय प्रभाव सकता है । जोखिम या प्रशिक्षण से पहले क्षेत्र के लिए जोखिम की अवधि की संख्या में वृद्धि कम चिंता मदद और30अंवेषण प्रोत्साहित कर सकते हैं । एक लंबे समय तक habituation के लिए, वृद्धि अन्वेषण 5 मिनट के लिए प्रति दिन में दो बार (6 एच अंतराल) 3 दिनों के लिए । यदि चूहे १० मिनट तक न्यूनतम मानदंड तक नहीं पहुँच रहे हैं, तो फिर चूहे चिंतित हो सकते हैं, जो मामले में habituation समय और/या हैंडलिंग सभी चूहों के लिए बढ़ाई जानी चाहिए. चिंता के अंय कारणों आवास कक्ष में या प्रयोगात्मक कक्ष है कि (शोर, गंध, तापमान, प्रकाश व्यवस्था, आदि) को संबोधित किया जाना चाहिए में एक तनाव का कारण हो सकता है । यदि तनाव और चिंता से इंकार कर रहे हैं, चूहों बस चुना वस्तुओं में रुचि नहीं हो सकता है, जो मामले में नई वस्तुओं का इस्तेमाल किया जाना चाहिए । स्मृति हानि का आकलन करते हैं, तो नियंत्रण चूहों चुना अंतराल पर वस्तुओं के बीच भेदभाव नहीं कर रहे हैं, एक छोटे प्रतिधारण अंतराल का चयन करें. स्मृति वृद्धि का आकलन करते हैं, तो नियंत्रण चूहों वस्तुओं के बीच भेदभाव कर रहे हैं, एक लंबे समय तक प्रतिधारण अंतराल का चयन. अगर कोई प्रभाव नहीं के साथ औषधीय एजेंटों का उपयोग कर, एक समय पाठ्यक्रम के लिए अगर यह सीखने का एक अलग स्तर पर प्रभावी है निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है (जैसे, अधिग्रहण, जल्दी या देर से समेकन, या याद) ।

पायलट प्रयोगों को चलाने का महत्व अधिक नहीं कहा जा सकता । अनुचित प्रयोगात्मक डिजाइन या तो झूठी सकारात्मक या झूठी नकारात्मक परिणाम के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । यदि चूहों एक विशिष्ट वस्तु के लिए एक प्रेरित पसंद है, यह है कि पसंदीदा वस्तु पर अधिक समय खर्च चूहों में परिणाम, पूरी तरह से प्रतिमान फेरबदल और सीखने या स्मृति की अभिव्यक्ति को रोकने जाएगा । इसके अतिरिक्त, कुछ आनुवंशिक उत्परिवर्तनों के साथ चूहों या चूहों के कुछ उपभेदों दृश्य क्षमता है, जो संभवतः भेदभाव की क्षमता को प्रभावित कर सकता है कम हो सकता है, किसी भी संज्ञानात्मक परिवर्तन के स्वतंत्र । इसलिए, चूहों एक अल्पकालिक समय बिंदु पर परीक्षण किया जाना चाहिए (यानी, 1 ज या उससे कम), पर जो बात उनके संज्ञानात्मक क्षमताओं भेदभाव की अनुमति होगी.

सॉर्ट के लिए एक आम संशोधन के लिए एक उपंयास स्थान का उपयोग करने के बजाय एक उपंयास वस्तु है । यह अधिक स्थानिक रूप से निर्भर स्मृति का आकलन की अनुमति देता है । टी 2 के दौरान, के बजाय एक उपंयास वस्तु के साथ एक परिचित वस्तु की जगह, एक परिचित वस्तुओं के क्षेत्र के भीतर एक नए स्थान पर ले जाएं । इस क्षेत्र के आसपास स्थानिक cues के अलावा की आवश्यकता है । सरल, बड़े आकार या पैटर्न (जैसे, 8 "x 12" कागज के सफेद चादर के साथ 4 "मोटी काली पट्टियों; 8" x 12 "बड़े, काले घेरे के साथ कागज की सफेद चादर) इस्तेमाल किया जाना चाहिए । यदि संभव हो, पर्दे का उपयोग करने के लिए भूलभुलैया चारों ओर । पर्दे बाहरी कमरे cues कि प्रयोग के दौरान बदल सकता है, और संगत, भूलभुलैया cues के replicable स्थान को कम करने की अनुमति । शेष सेटअप और विश्लेषण समान है । सभी समीकरणों के विश्लेषण के लिए एक ही रह सकते हैं, समय में उपबिंग उपंयास वस्तु पर खर्च समय के लिए उपंयास स्थान पर बिताया । सॉर्ट के समान, एक ही स्थान में ऑब्जेक्ट के सापेक्ष नए स्थान में ऑब्जेक्ट पर व्यतीत समय में वृद्धि स्मृति का एक संकेत है ।

यह नोट करने के लिए महत्वपूर्ण है कि वर्तमान में उपलब्ध सॉफ्टवेयर सिस्टम खोज स्कोरिंग के लिए आदर्श नहीं हो सकता है । पहले, वे 3 सूत्री पता लगाने की आवश्यकता है (नाक, शरीर, और पूंछ) के लिए सही ढंग से पहचान जब नाक वस्तु के पास है, और नहीं सभी सॉफ्टवेयर संकुल 3 सूत्री का पता लगाने के साथ आते हैं । दूसरे, चूहेकभी कभार वस्तु को सक्रिय रूप से तलाशने के बिना या उस वस्तु के पास बैठ कर (जैसा कि vibrissae झाडू की कमी से विख्यात), और सॉफ्टवेयर इस तरह के भेदभाव करने में सक्षम नहीं है । इसलिए, यह वीडियो रिकॉर्ड करने के लिए सिफारिश की है और उन्हें एक बाद में समय पर एक अंधा प्रयोगकर्ता द्वारा बनाए हाथ है ।

सॉर्ट के भविष्य के आवेदन काफी दूर तक पहुंच रहे हैं । वहां पर्याप्त आणविक झरने और/या तंत्रिका सर्किट टुकड़े सीखने और स्मृति के विभिंन चरणों में शामिल करने का अवसर है (उदा., अधिग्रहण, जल्दी और देर समेकन) । यह भी संभावित nootropic दवाओं के लिए एक स्क्रीन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता, या neurodegenerative विकारों के लिए उपचार के लिए देख जब. यह भी सीखने और स्मृति पर विभिंन आनुवंशिक उत्परिवर्तनों की भूमिका की पहचान करने में उपयोगी हो सकता है । क्योंकि उपयोग के अपने रिश्तेदार आसानी, चूहों के लिए तनावपूर्ण स्थितियों की कमी है, और काफी कम परख लंबाई, यह संज्ञानात्मक परिवर्तन या विश्लेषण के लिए एक प्राथमिक उपकरण की पहचान करने में एक मजबूत पहला कदम हो सकता है । कुल मिलाकर, अपने संभावित अनुप्रयोगों के कई हैं ।

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Disclosures

लेखक का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

काम उद्धृत और पहले लेखक द्वारा प्रकाशित राष्ट्रीय मानसिक स्वास्थ्य संस्थान (MH088480) से एक अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था । लेखक उसके पूर्व संरक्षक, डॉ जेंस donnell कि परियोजना में उनके समर्थन के लिए शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । यह प्रकाशन राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (T32 DA007135) से अनुदान द्वारा समर्थित है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Open Field Box Panlab/Harvard Apparatus LE800SC Available in grey, white, or black
ANY-maze Stoelting Co. 60000 Behavior tracking system
EthoVisionXT 12 Noldus Behavior tracking system; requires 3 point tracking
Video Camera Any Video camera should be mounted directly overhead of the apparatus
70% Ethanol  Fisher Scientific BP2818-4 Prior to starting testing and in between trials, each object should be carefully cleaned. The floor and walls of the apparatus should also be cleaned. 

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References

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Lueptow, L. M. Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice. J. Vis. Exp. (126), e55718, doi:10.3791/55718 (2017).

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