Summary
Le labyrinthe d'eau de Morris est un outil bien accepté utilisés pour documenter l'implication de l'hippocampe dans une tâche comportementale.
Abstract
Le labyrinthe d'eau de Morris est largement utilisée pour étudier la mémoire spatiale et de l'apprentissage. Les animaux sont placés dans un bassin d'eau qui est de couleur opaque avec poudre de lait écrémé ou non-toxiques gouache, où ils doivent nager pour échapper à une plate-forme cachée. Parce qu'ils sont dans l'eau opaque, les animaux ne peuvent pas voir la plate-forme, et ne peut pas compter sur le parfum de trouver la voie d'évacuation. Au lieu de cela, ils doivent s'appuyer sur externe / extra-labyrinthe des indices. Comme les animaux se familiarisent avec la tâche, ils sont capables de trouver la plate-forme plus rapidement. Développé par Richard G. Morris en 1984, ce paradigme est devenu l'un des «règles d'or" des neurosciences comportementales.
Protocol
Mise en place du labyrinthe d'eau
- La principale composante du labyrinthe d'eau mis en place devrait être un bassin rond, d'environ 6 pieds de diamètre et d'environ 3 pieds de profondeur. Si vous enregistrez la tâche avec une caméra vidéo, assurez-vous que tous les côtés du labyrinthe sont dans le champ de la caméra de vue.
- Remplissez le labyrinthe d'eau avec de l'eau du robinet, qui devrait être proche de 26 ° C. Cela peut prendre plusieurs heures, devrait donc être bien à l'avance. Vérifiez périodiquement la température de l'eau afin qu'elle soit moins d'un degré de 26 ° C.
- Placez la plateforme d'échappement dans le centre de la piscine. Pendant la formation, elle doit être exposée, un pouce au-dessus de l'eau. Cette enseigne le rat qu'il ya une plate-forme, et que c'est le moyen de sortir de l'eau. Plus tard, après que l'animal est formé et prêt pour les essais, la plateforme fuite sera juste en dessous de la surface de l'eau, et ne seront pas visibles parce que l'eau sera rendue opaque avec du lait ou peinture non toxique.
Maintenant, le labyrinthe d'eau est prêt pour l'entraînement des animaux.
Pré-formation pour le labyrinthe d'eau
- Pour la formation du labyrinthe d'eau, la plate-forme doit être au centre de la piscine et exposées à un pouce au-dessus de la surface, de sorte que l'animal sait qu'il est là. L'eau doit être au sein d'un degré de 26 ° C.
- Chaque animal sera soumis à trois essais consécutifs. D'abord, placer l'animal sur la plate-forme pendant vingt secondes.
- Le labyrinthe d'eau a 4 positions de départ: nord, sud, est ou ouest. Prenez l'animal à l'un de ces postes. Basse de l'animal dans l'eau en l'appuyant avec votre main et la ramener doucement dans l'eau de queue en premier. Ne pas stresser l'animal par l'trempant dans la tête la première.
- Laissez les animaux nagent / recherche de la plate-forme pour un maximum de 60 secondes. Dans un premier temps, l'animal peut nager autour du bord de la piscine à la recherche d'un moyen de sortir. Finalement, l'animal va apprendre à la recherche de la plateforme et grimper.
- Une fois le rongeur atteint la plate-forme, arrêter le chronomètre et noter le temps. Si elle ne trouve pas la plate-forme en 60 secondes, puis enregistrer le temps pour ce procès comme une minute. Ne pas ramasser l'animal si elle ne parvient pas à atteindre la plate-forme. Enseigner l'animal qu'il doit nager jusqu'à la plate-forme. Par conséquent, introduisez doucement l'animal à la plate-forme avec votre main. Laissez l'animal assis sur la plate-forme pendant 15 secondes. Si elle tombe ou saute, guidez-retour. Ce sera le train de l'animal qu'il doit rester sur la plate-forme pour être sauvé de la piscine.
- Répétez la même procédure pour les deux essais de plus, à partir de une direction différente pour chaque essai.
- Une fois que l'animal a complété les trois essais, il sécher avec une serviette. Répétez le processus de formation de trois essais pour tous les animaux consécutivement. Gardez les directions les mêmes pour tous, et d'enregistrer leur temps.
- Maintenant que les animaux sont formés, ils sont prêts à effectuer le test du labyrinthe d'eau.
Test du labyrinthe d'eau
- Pour commencer les essais expérimentaux avec le labyrinthe d'eau, remplir le réservoir afin de la plateforme est d'un pouce en dessous de la surface de l'eau. Utilisez du lait écrémé sec, ou 125 millilitres de non-toxique température de la peinture blanche, pour rendre l'eau opaque.
- La température de l'éclairage et l'eau devraient être les mêmes que dans le processus de formation. Chaque animal subira 12 essais, qui aura 3 essais pour chaque direction de départ. Chaque test durera 60 secondes. Avant de commencer, choisir l'ordre des directions de départ. Ne pas utiliser le sens même départ deux fois de suite, et aussi de ne pas répéter le même ordre pour toutes les directions
- Face à la paroi de la piscine, le soigneur va placer l'animal dans l'eau, et sera alors pas en arrière de la piscine et de s'asseoir dans un endroit désigné alors que l'animal exécute la tâche labyrinthe. Un système de suivi du comportement animal tel que le système SMART (San Diego Instruments) peuvent être utilisés pour surveiller la voie, ainsi que d'autres variables. L'enregistrement vidéo de chaque essai est moins cher, et parfaitement approprié, alternatives.
- Surveiller l'animal jusqu'à ce qu'il atteigne la plate-forme, et enregistrer le temps qu'il a fallu. Si l'animal ne parvient pas à la plate-forme en 60 secondes, le gestionnaire va le guider vers la plate-forme, comme dans la formation. De toute façon, laisser l'animal reposer pendant 10 secondes, puis essuyez-et le retour de l'animal dans une cage de maintien.
- Continuez avec chaque animal pour les 12 essais, avec le soigneur retour au même endroit désigné lors de chaque essai. L'ordre des tests devraient être: essai 1 pour tous les animaux, le procès de deux pour tous les animaux, le procès de 3 pour tous les animaux, etc Il devrait y avoir un intervalle inter-essai d'au moins 2 minutes. Périodiquement, nettoyer la piscine, assurez-vous que la plate-forme est en place, et vérifier que la température de l'eau est le même.
- Après tous les animaux ont terminé les 12 épreuves, ils effectuent chacun un essai de sonde, en Which la plate-forme est retirée de la piscine. Le procès de sonde est effectué pour vérifier la compréhension de l'animal de l'emplacement de la plate-forme, et d'observer la stratégie que l'animal suit quand il découvre la plate-forme n'est pas là. Le gestionnaire sera communiqué l'animal à partir du nord. Notez le nombre de fois que l'animal traverse le centre de la piscine pendant les 30 secondes.
- Lorsque tous les essais de la sonde sont complets, sécher les animaux et de vidange de la piscine.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
La tâche du labyrinthe d'eau a été le développement par Morris 5. Cette tâche peut être modifiée de nombreuses manières d'enquêter mémoire de travail, la mémoire de référence et 6 stratégie de tâche. La procédure décrite ici contient deux variables essentielles qui représentent une déviation par rapport à d'autres versions du labyrinthe d'eau: préformation, et des essais sur une seule journée.
Préformation - l'hippocampe est impliqué dans la mémoire spatiale / relationnel 7-8. Le labyrinthe d'eau de 3 essais spécifiquement la mémoire spatiale. Cependant, il existe de nombreux autres composants de la tâche qui n'impliquent pas la mémoire spatiale: le stress à la tâche, la compréhension des règles de la tâche (c'est à "s'échapper", l'animal doit trouver une plateforme cachée, et rester sur c'est pour être "sauvés"), et la compréhension qu'il ya un moyen d'échapper à la tâche 9. Impuissance apprise implique également un réservoir d'eau, mais les règles (il n'ya pas de moyens d'évacuation) sont très différentes 10. Les trois essais préformation "enseigner" les animaux sur ces propriétés de la tâche. Ils apprennent qu'ils seront placés dans un bassin d'eau tiède et nager autour d'une minute, mais être retiré après. On leur apprend à trouver la plate-forme (car il est visible) et que rester sur elle mènera à leur «fuite» du labyrinthe. Et ils sont enseignés que la tâche a une fin. Par conséquent, cet apprentissage hippocampique indépendante ne pas confondre l'analyse des données sur l'eau du test labyrinthe.
Essai sur une seule journée - Le plus souvent, les tests du labyrinthe d'eau se produit à travers deux à quatre jours 3. De cette façon, l'acquisition et la rétention peut être évaluée. Toutefois, dans certaines populations, ce n'est pas une option viable. Tel est le cas lorsque l'enquête mammifères femelles. Rongeurs femelles, les humains, les primates, etc, ont tous les changements cycliques dans les taux d'hormones stéroïdes 11-12. Ces hormones ont des effets profonds sur l'exécution des tâches hippocampique-dépendant, de l'anatomie de l'hippocampe et la fonction des cellules hippocampiques 13-14. Test sur plusieurs jours serait analogue à tester un seul animal à travers de nombreuses conditions à faible estradiol et progestérone, estradiol et progestérone élevés et intermédiaires estradiol et progestérone. Pour éliminer ce confondre, les tests se produit à travers une seule journée.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
JLN a été soutenue par MH 68347.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| SMART System | San Diego Instruments | This system is not a requirement – there are many other behavioral systems on the market. |
References
- de Bruin, J. P., Swinkels, W. A., de Brabander, J. M. Response learning of rats in a Morris water maze: involvement of the medial prefrontal cortex. Behav. Brain Res. 85, 47-55 (1997).
- Redish, A. D., Touretzky, D. S. The role of the hippocampus in solving the Morris water maze. Neural. Comput. 1, 73-111 (1998).
- D'Hooge, R., De Deyn, P. P. Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory. Brain Res. Rev. 36, 60-90 (2001).
- Kallai, J., Makany, T., Karadi, K., Jacobs, W. J. Spatial orientation strategies in Morris-type virtual water task for humans. Behav. Brain Res. 159, 187-196 (2005).
- Morris, R. Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat. J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).
- Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. The use of the Morris Water Maze in the study of learning and memory. Int. J. Neurosci. 48, 26-69 (1989).
- Kesner, R. P., Exans, R. B., Hunt, M. A. Further evidence in support of the neurobiological bases of an attribute model of memory: role of the hippocampus. Int. J. Neurosci. 21-22, 21-22 (1987-8).
- Jarrard, L. E., Okaichi, H., Steward, O., Goldschmidt, R. B. On the role of hippocampal connections in the performance of place and cue tasks: comparisons with damage to the hippocampus. Behav. Neurosci. 98, 946-954 (1984).
- Hodges, H. Maze procedures: the radial-arm and water maze compared. Cogn. Brain Res. 3, 167-181 (1996).
- Shumake, J., Gonzalez-Lima, F. Brain systems underlying susceptibility to helplessness and depression. Behav. Cogn. Neurosci. Rev. 2, 198-221 (2003).
- Owen, J. A. Physiology of the menstrual cycle. Am. J. Clin. Nutr. 28, 333-338 (1975).
- Everett, J. W. Neurobiology of reproduction in the female rat. Monogr. Endocrinol. 32, 1-133 (1989).
- Warren, S. G., Humphreys, A. G., Juraska, J. M., Greenough, W. T. LTP varies across the estrous cycle: enhanced synaptic plasticity in proestrus rats. Brain Res. 703, 26-30 (1995).
- Warren, S. G., Juraska, J. M. Spatial and nonspatial learning across the rat estrous cycle. Behav. Neurosci. 111, 259-266 (1997).
