Summary
מבוך המים מוריס הוא כלי טוב מקובל בשימוש במסמך מעורבותו של ההיפוקמפוס במשימה התנהגותיות.
Abstract
מבוך המים מוריס נעשה שימוש נרחב ללמוד זיכרון למידה מרחבית. בעלי חיים ממוקמות בתוך שלולית של מים, כי הוא בצבע אטום עם חלב ללא שומן או אבקת רעיל בצבע גוף, שבו הם חייבים לשחות פלטפורמה לברוח מוסתרים. מכיוון שהם נמצאים במים עכורים, החיות לא יכול לראות את הפלטפורמה, ולא ניתן להסתמך על ריח כדי למצוא את נתיב הבריחה. במקום זאת, הם חייבים להסתמך על / חוץ מבוך רמזים חיצוניים. כמו החיות להכיר טוב יותר את המשימה, הם מסוגלים למצוא את הפלטפורמה במהירות רבה יותר. פותח על ידי ריצ'רד ג'מוריס בשנת 1984, הפרדיגמה הזאת הפכה לאחד את "הסטנדרטים הזהב" של מדעי המוח ההתנהגותיים.
Protocol
הגדרת מבוך המים
- המרכיב העיקרי של מבוך המים להגדיר יש בריכה עגולה, בערך 6 מטר בקוטר כ -3 מטרים. אם אתה מקליט את המשימה עם מצלמת וידאו, לוודא את כל הצדדים של המבוך הן בתחום של המצלמה להציג.
- מלאו את מבוך מים עם מי ברז, שאמור להיות קרוב ל -26 ° C. זה עלול לקחת כמה שעות, כך צריך להיעשות מבעוד מועד. מעת לעת לבדוק את טמפרטורת המים כך שהוא בתוך תואר אחד 26 ° C.
- מניחים את פלטפורמת לברוח במרכז הבריכה. במהלך האימונים, זה חייב להיות חשוף, סנטימטר אחד מעל פני המים. זה מלמד את העכברוש שיש פלטפורמה, וכי זו הדרך לצאת מן המים. מאוחר יותר, לאחר החיה מאומן ומוכן לבדיקה, הפלטפורמה לברוח יהיה מתחת לפני השטח של המים, לא יהיה גלוי, כי המים ייעשה אטום עם חלב או רעיל לצייר.
עכשיו, מבוך מים מוכן לאימונים החיות.
טרום הכשרה מבוך המים
- להכשרת מבוך מים, הפלטפורמה צריכה להיות במרכז הבריכה חשופה סנטימטר אחד מעל פני השטח, כך החיה יודע שזה שם. המים צריכים להיות בתוך תואר אחד של 26 ° C.
- כל חיה יעברו שלושה ניסויים רצופים. ראשית, במקום חיה על הבמה במשך עשרים שניות.
- מבוך מים יש 4 עמדות המוצא: צפון, דרום, מזרח או מערב. קח את החיה לאחת העמדות הללו. מנמיכים את החיה לתוך המים על ידי תמיכה ביד שלך ולהביא אותו בעדינות לתוך המים זנב הראשון. אין מתח את החיה על ידי טבילת זה בראש הראשון.
- תן לשחות חיה / חיפוש עבור פלטפורמת לתקופה מקסימלית של 60 שניות. בהתחלה, החיה יכולה לשחות מסביב לקצה של הבריכה מחפש דרך החוצה. בסופו של דבר, החיה ילמדו חיפוש עבור פלטפורמת תטפס.
- לאחר מכרסם מגיע פלטפורמה, לעצור את הטיימר, ולהקליט את הזמן. אם זה לא מוצא את פלטפורמת 60 שניות, ואז להקליט את זמן המשפט הזה כמו דקה אחת. אין להרים את חיה אם היא לא מצליחה להגיע אל הרציף. ללמד את החיה כי הוא חייב לשחות אל הרציף. לפיכך, מדריך בעדינות את החיה אל הרציף עם היד שלך. בואו החיה לשבת על הבמה למשך 15 שניות. אם הוא נופל או קופץ, בעדינות מדריך אותו בחזרה. זה יהיה הרכבת חיה היא חייבת להישאר על הבמה כדי להינצל מן הבריכה.
- חזור על התהליך זהה עבור שני ניסויים נוספים, החל בכיוון שונה עבור כל ניסוי.
- לאחר החיה השלימה את כל שלושת הניסויים, לייבש אותו במגבת. חזור על התהליך שלוש במשפט הכשרה כל החיות ברציפות. שמור את הכיוונים זהה עבור כולם, ולהקליט הזמנים שלהם.
- עכשיו החיות מאומנים, הם מוכנים לבצע את הבדיקה מבוך המים.
מבוך המים בדיקות
- כדי להתחיל בניסויים ניסיוני עם מבוך המים, ממלאים את המכל כדי הפלטפורמה היא סנטימטר אחד מתחת לפני השטח של המים. השתמש ללא שומן חלב יבש, או 125 מ"ל של צבע רעיל טמפרה לבן, כדי להפוך את המים אטום.
- הטמפרטורה תאורה ומים צריך להיות זהה בתהליך ההכשרה. כל חיה יעברו 12 ניסויים, אשר יהיה 3 ניסויים עבור לכל כיוון החל. הניסוי יימשך כל 60 שניות. לפני שמתחילים, לבחור את סדר ההוראות ההתחלה. אין להשתמש בכיוון להתחיל אותו פעמיים ברציפות, וגם לא לחזור על אותו סדר עבור כל הכיוונים
- מול הקיר של הבריכה, את המטפל בבעלי חיים יעמיד את בעלי החיים במים, אז יהיה צעד אחורה ממאגר לשבת במקום המיועד בעוד החיה מבצע את המשימה מבוך. התנהגות בעלי חיים מערכת מעקב כגון מערכת SMART (סן דייגו מכשירים) ניתן להשתמש כדי לעקוב אחר נתיב, כמו גם משתנים אחרים. לצלם במצלמות וידאו את כל משפט הוא יקר פחות, המתאימים באופן מושלם, אלטרנטיבה.
- צג את החיה עד שהוא מגיע פלטפורמה, ולהקליט את הזמן שלקח. אם החיה אינה מגיעה הפלטפורמה תוך 60 שניות, המטפל ינחה אותה פלטפורמה, כמו באימונים. בכל מקרה, בואו החיה לשבת במשך 10 שניות, ולאחר מכן יבש אותו ולהחזיר את בעל החיים בכלוב מחזיק.
- המשך עם כל חיה על כל 12 ניסויים, עם המטפל בבעלי חיים חוזר למקום המיועד אותו במהלך כל ניסוי. סדר הבדיקה צריכה להיות: משפט 1 עבור כל בעלי החיים, משפט 2 עבור כל בעלי החיים, משפט 3 עבור כל בעלי החיים וכו 'לא צריך להיות מרווח בין ניסיון של לפחות 2 דקות. מעת לעת, לנקות את הבריכה, יש לוודא הפלטפורמה היא במקום, לבדוק את טמפרטורת המים זהה.
- אחרי כל החיות השלימו 12 ניסויים, הם יוכלו לבצע כל בדיקה משפט אחד, ב WHich פלטפורמת יוסר הבריכה. הניסוי מתבצע בדיקה כדי לוודא הבנה של החיה של המקום פלטפורמה, ולבחון את האסטרטגיה שהחיה כדלקמן כשזה מגלה הפלטפורמה היא לא שם. המטפל ישחרר את החיה החל מצפון. שיא מספר הפעמים החיה חוצה את מרכזה של הבריכה במהלך 30 שניות.
- כאשר כל בדיקה הניסויים הושלמו, מתנגב החיות לרוקן את הבריכה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
המשימה מבוך המים של מוריס הפיתוח 5. משימה זו ניתן לשנות בדרכים רבות לחקור עובדים, זיכרון התייחסות זיכרון אסטרטגיה משימה 6. ההליך המתואר כאן מכילה שני משתנים קריטיים אשר מהווים סטייה גירסאות אחרות של מבוך המים: pretraining, ובדיקה ביום אחד.
Pretraining - ההיפוקמפוס מעורב הזיכרון המרחבי / יחסיים 7-8. מבוך המים במיוחד בדיקות 3 הזיכרון המרחבי. עם זאת, ישנם מרכיבים רבים אחרים של המשימה שלא כרוכות הזיכרון המרחבי: הלחץ מעורב עם המשימה, ההבנה של הכללים של המשימה (כי "לברוח", החיה חייבים למצוא פלטפורמה מוסתר להישאר זה כדי להיות "הצילו"), ואת ההבנה כי קיים אמצעי להימלט משימה 9. אונים נלמד כרוך גם מיכל של מים, אבל את הכללים (אין פירושו של בריחה) הם שונים לגמרי 10. שלושה ניסויים pretraining "ללמד" את בעלי החיים על מאפיינים אלה של המשימה. הם לומדים כי הם יוצבו לתוך בריכה של מים פושרים ולשחות סביב לרגע, אבל יוסר לאחר. הם לומדים למצוא את הפלטפורמה (כי זה נראה) וזה נשאר על זה יוביל "לברוח" מן המבוך. והם מלמדים כי המשימה יש סוף. לכן, למידה זו בהיפוקמפוס עצמאית לא לבלבל את הניתוח של מבוך המים נתונים ובדיקה.
בדיקה ביום אחד - לרוב, מבוך בדיקות מים מתרחשת על פני 2-4 ימים 3. בדרך זו, רכישת ושמירה ניתן להעריך. עם זאת, בקרב אוכלוסיות מסוימות, זו אינה אפשרות מעשית. כזה הוא המקרה כאשר חוקרים נקבות היונקים. מכרסמים נקבה, בני אדם, פרימטים, וכו ', לכולם יש שינויים מחזוריים ברמות ההורמונים הסטרואידים 11-12. הורמונים אלה יש השפעה מכרעת על ביצועי בהיפוקמפוס תלוי משימה, אנטומיה בהיפוקמפוס ותפקוד התא בהיפוקמפוס 13-14. בדיקה מול מספר ימים יהיה דומה בדיקות חיה אחת על פני תנאים רבים נמוך אסטרדיול ופרוגסטרון, אסטרדיול ופרוגסטרון גבוה, ביניים אסטרדיול ופרוגסטרון. כדי למנוע זאת לבלבל, בדיקות מתרחשת על פני יום אחד.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
JLN נתמכה על ידי 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).
