Summary
Лабиринте Морриса вода хорошо принята инструмент, используемый для документа участии гиппокампа в поведенческой задачи.
Abstract
Лабиринте Морриса вода широко используется для изучения пространственной памяти и обучения. Животные помещаются в бассейн с водой, который окрашен в непрозрачной пудрой обезжиренного молока или нетоксичной краской температур, где они должны плыть к скрытой платформой бежать. Потому что они находятся в непрозрачной воде, животные не могут видеть платформе, и не может полагаться на запах, чтобы найти путь к отступлению. Вместо этого, они должны полагаться на внешние / экстра-лабиринт сигналы. Как животные более подробно ознакомиться с задачей, они не смогут найти платформу быстрее. Разработано Richard G. Morris в 1984 году, эта парадигма стала одним из "золотых стандартов" поведенческой нейробиологии.
Protocol
Настройка водном лабиринте
- Основным компонентом водного лабиринта созданы должны быть круглый бассейн, около 6 футов в диаметре и около 3 футов. Если вы записываете задачу с видеокамерой, убедитесь, что все стороны лабиринта находятся в поле зрения камеры.
- Заполнение водой лабиринт с водопроводной водой, которая должна быть близка к 26 ° C. Это может занять несколько часов, так что должно быть сделано заранее. Периодически проверяйте температуру воды так, чтобы она в пределах одного градуса от 26 ° C.
- Место выхода платформы в центре бассейна. Во время обучения, она должна быть разоблачена, один дюйм выше воды. Это учит крысы, что есть платформы, и что это путь, чтобы выбраться из воды. Позже, когда животное обучены и готовы для тестирования, побег платформа будет чуть ниже поверхности воды, и не будет видно, потому что вода будет непрозрачным с молоком или нетоксичной краской.
Теперь, водного лабиринта готово для обучения животных.
Предварительная тренировка для водного лабиринта
- Для подготовки водном лабиринте, платформа должна быть в центре бассейн и подвергается один дюйм выше поверхности, так что животное знает, что она есть. Вода должна быть в пределах одного градуса от 26 ° C.
- Каждое животное будет пройти три последовательные испытания. Во-первых, место животного на платформе в течение двадцати секунд.
- Водном лабиринте имеет 4 стартовые позиции: север, юг, восток или запад. Возьмите животное к одной из этих позиций. Нижняя животных в воду, поддерживая его с вашей стороны, и приведение его мягко в воду хвост в первую очередь. Не подчеркивайте животное из Данкинг на это в голову в первую очередь.
- Давайте животных плавать / искать платформу для максимум 60 секунд. Во-первых, животное может плыть по краю бассейна ищет выход из положения. В конце концов, животное научится искать платформу и поднимайтесь наверх.
- После грызуна достигает платформы, остановки таймера и запишет время. Если он не найдет платформу в 60 секунд, затем запись времени для этого процесса, как одна минута. Не берите животное, если оно не доходит до платформы. Научите животных, что она должна плыть к платформе. Поэтому, мягко руководство животных на платформу с вашей стороны. Пусть животное сидеть на платформу в течение 15 секунд. Если он падает или прыгает, мягко направлять его обратно. Это будут обучать животное, которое он должен оставаться на платформу, чтобы спастись от бассейна.
- Повторите ту же процедуру еще два испытания, начиная с другого направления для каждого испытания.
- Как только животное завершило всех трех исследованиях, сухое оно с полотенцем. Повторите три следственных учебного процесса для всех животных подряд. Держите направлениях одинакова для всех из них, и запись своего времени.
- Теперь, когда животные обучаются, они готовы выполнить тест воды лабиринта.
Проверка воды лабиринт
- Во-первых экспериментальных исследований с водного лабиринта, заполнить бак так платформа на один дюйм ниже поверхности воды. Используйте обезжиренное сухое молоко, или 125 миллилитров нетоксичных белой краски темперы, чтобы вода непрозрачна.
- Освещение и температура воды должна быть такой же, как и в тренировочном процессе. Каждое животное будет пройти 12 испытаний, которые будут 3 испытаний для каждого, начиная направлении. Каждое испытание будет длиться 60 секунд. Прежде чем начать, выбор порядка, начиная направлениях. Не используйте одну сторону начинаются два раза подряд, а также не повторить то же самое для того, чтобы любой из направлений
- Лицом к стене бассейна, животное обработчик место животного в воде, а затем отступить от бассейном и сидеть в назначенном месте в то время как животное выполняет лабиринт задачи. Поведение животных системы слежения, такие как система SMART (Сан-Диего инструменты) могут быть использованы для мониторинга пути, а также других переменных. Видеозапись каждого испытания является менее дорогой и совершенно необходимо, альтернатива.
- Монитор животных, пока не достигнет платформы, и записывать время, которое потребовалось. Если животное не достигает платформы за 60 секунд, обработчик будет направлять его на платформе, что и на тренировках. В любом случае, давайте животному сидеть в течение 10 секунд, а затем высушить его и вернуть животное к проведению клетке.
- Продолжить с каждого животного для всех 12 испытаний, с животным обработчик вернулся на тот же назначенном месте во время каждого испытания. Порядок тестирования должны быть: суд 1 для всех животных, суд 2 для всех животных, суд 3 для всех животных, и т.д. Там должно быть в том следственном интервалом не менее 2 минут. Периодически чистить бассейн, убедитесь, что платформа находится на месте, и убедитесь, что температура воды одинакова.
- После всех животных завершили 12 испытаний, они будут выполнять каждую одного датчика судебного разбирательства, в WHич платформа удаляется из пула. Зонд испытание проводится для проверки понимания животного платформы месте, и соблюдать стратегию, что животное следует, когда он обнаруживает, платформы не существует. Обработчик выпустит животных, начиная с севера. Запись несколько раз животное пересекает центр бассейна в течение 30 секунд.
- Когда все испытания зонда являются полными, высушить животных и оттоку.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Задача водном лабиринте было развитие Моррисом 5. Эта задача может быть изменена в многочисленных способов исследовать рабочую память, память полномочий и задач стратегии 6. Процедуру, описанную здесь содержит два важных переменных, которые представляют собой отклонение от других версий водного лабиринта: pretraining и тестирования на один день.
Pretraining - гиппокамп участвует в пространственной / реляционных памяти 7-8. Водном лабиринте специально тесты пространственной памяти 3. Тем не менее, Есть множество других компонентов задачи, которые не связаны с пространственной памяти: стресс связан с задачей, понимание правил задачу (что "уйти", животное должно найти скрытую платформу, и пребывание на это для того, чтобы быть «спасен»), и понимание того, что есть средство побега задачи 9. Выученной беспомощности также включает в себя бак с водой, но правила (нет средства спасения) весьма различны 10. Три pretraining испытаний "научить" животных об этих свойствах задачи. Они узнают, что они будут помещены в бассейн с прохладной водой и плавать вокруг в течение минуты, но быть удалены после. Их учат, чтобы найти платформу (потому что она видна), а также, что пребывание на нем приведет к их "побег" из лабиринта. И они учили, что задача имеет и конец. Таким образом, этот гиппокампа, самостоятельное обучение не путать анализ воды лабиринт данных тестирования.
Тестирование на один день - Чаще всего, тестирование воды лабиринта происходит через два-четыре дня 3. Таким образом, приобретение и удержание может быть оценена. Тем не менее, в некоторых группах населения, это не является жизнеспособным вариантом. Так обстоит дело при исследовании самок млекопитающих. Женский грызунов, людей, приматов, и т.д., все с циклическими изменениями в стероидных гормонов 11-12. Эти гормоны оказывают глубокое воздействие на гиппокамп-зависимые выполнения задач, гиппокампа анатомии и функции клеток гиппокампа 13-14. Тестирование на несколько дней было бы сродни тестирования одного животного через многочисленные условиях низких эстрадиола и прогестерона, повышение эстрадиола и прогестерона, и промежуточные эстрадиола и прогестерона. Чтобы устранить этот тупик, тестирование происходит через один день.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
JLN была поддержана 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).
