小型·大齧歯類モデルとバーンズ迷路テスト戦略

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Behavior

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Summary

ドライランドバーンズ迷路が広く穏やかに嫌悪刺激に応答して、空間ナビゲーション能力を測定するために使用される。連続した日に、対照被験者のパフォーマンス(エスケープケージを配置するなどの待ち時間)は、通常の学習と記憶の指標を向上させます。ラットとマウスの違いはここに詳述されている装置および方法論の変更を必要とする。

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Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models. J. Vis. Exp. (84), e51194, doi:10.3791/51194 (2014).

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Abstract

実験用げっ歯類の空間学習と記憶は、多くの場合、水とドライの土地(バーンズ)迷路いる最も人気のあるそのうちの迷路でのナビゲーションの能力によって評価する。セッションや裁判よりも改善されたパフォーマンスが脱出ケージ/プラットフォーム位置の学習と記憶を反映すると考えられている。水迷路よりもストレスの少ないと考えられ、バーンズ迷路も同様に周縁部の周りに間隔をあけ、複数の穴を持つ円形のプラットフォーム上の比較的シンプルなデザインです。 1エスケープケージにつながるながら穴の1つを除くすべてが、偽底またはブラインド終わることである。穏やかに嫌悪刺激( 例えば 、明るい頭上の照明)は、エスケープケージを見つけるためにモチベーションを与える。エスケープケージを配置する待ち時間は、セッションの間に測定することができるが、追加のエンドポイントは、典型的には、録画を要求する。これらのビデオ記録から、自動化された追跡ソフトウェアの使用は、水迷路( 例えば、で生産されるものに類似しているエンドポイントの様々を生成することができる</ em>の走行距離、速度/速度、正しい四分円で過ごした時間、時間)は休憩、および待ち時間の確認/移動過ごした。 ( すなわち 、ランダムシリアル、または直接)は、検索戦略のタイプも同様に分類することができる。バーンズ迷路の構築とテスト方法論は、ラットのようなマウスのような小型のげっ歯類、および大型げっ歯類のために異なる場合があります。余分な迷路の手がかりは、ラットで効果的であるが、たとえば、小さい野生のげっ歯類は、迷路の周りの視覚的なバリアで内迷路の手がかりが必要な場合があります。適切な刺激は、エスケープケージを見つけるために、げっ歯類のモ​​チベーションが同定されなければならない。バーンズと水迷路4-7テスト·試験は、通常、改善された学習と記憶のパフォーマンスを検出するのに必要とされるように時間がかかる場合があります( 例えば 、より短い待ち時間やパス逃避台またはケージを配置する長)および/ ​​または実験群間の差の両方。そうであっても、バーンズ迷路は、空間ナビゲーションの能力を測定する広く採用行動評価で、その潜在的な遺伝的、神経行動学的操作によって破壊、または薬物/毒物曝露。

Introduction

実験用げっ歯類での空間学習と記憶は、最初の食品強化剤1を見つけるために路地の迷路をナビゲート絶食ラットで評価した。数十年後に、空間参照メモリ·システムは、2提案された。試験セッションまたは試用内のメモリを指すワーキングメモリとは対照的に、参照メモリは、試験又は臨床試験セッション間でメモリを参照して、より密接に長期記憶に関連する。

迷路にはいくつかの種類が、この海馬依存性の空間学習と記憶、大小のげっ歯類( 例えば水迷路、複数のT-迷路、放射状迷路とドライ土地の迷路)3-6の非侵襲的評価として開発されてきた。ここでは、最初に博士キャロルバーンズ7により1979年に記載された円形のプラットフォームやバーンズ迷路、に焦点を当てる。この迷路は、ラット(Raを含む、齧歯類モデルの広い範囲で、空間ナビゲーションの学習および記憶を試験するために使用されているのTTUのドブネズミ)、マウス( ハツカネズミ )、鹿マウス(Peromyscus maniculatus bairdii)、カリフォルニアマウス(Peromyscusカブリダニ )、およびヤマアラシ類のげっ歯類( 例えばデグー[Octodonのデグー ])8月13日 。バーンズ迷路を用いて評価し、他の種は、アメリカのゴキブリ( ワモンゴキブリ )14、トウモロコシヘビ(Elaphe滴状滴状 )15を含み、  うろこに覆われた爬虫類( 例えばサイドblotchedトカゲ[ うたのstansburiana])16、およびヒト以外の霊長類( 例えば 、マウスキツネザル[Microcebusのムリナス ])17。我々の研究室では、バーンズ迷路性能が発達ビスフェノールA(BPA)またはエチニルエストラジオール(EE2)露光9から1113までの後の神経毒性の指標として使用されている。これは、一般的に、行動の様々なマウス系統の表現型18〜21、経年変化7,22-28の評価、およびアルツハイマー病に関連するDEFにも使用されている動物モデル3,29-33だけでなく、運動や栄養、環境、および代謝の変化34〜42の効果がicits。

バーンズ迷路の使用の主な利点は、両方のマウス44における血漿コルチコステロン濃度の急性の増加を誘導することができるが、それは、例えば、モリス水迷路43としての水迷路、に対して被験体においてより少ないストレスを誘導することである。乾燥した土地迷路としては、バーンズ迷路は、より多くの動物行動学関連の地上げっ歯類45ためのものであってもよい。水迷路性能がマウス3,46,47における遺伝的変化に敏感であることが示されているが、バーンズ迷路性能は、特定の他の改変48,49に対してより敏感である。水迷路使用が不可能であるげっ歯類モデルにおいて、バーンズ迷路は、空間記憶の保持31の微調整された評価を提供してもよい。通常は、バーンズ迷路( つまり明るい光)で使用される軽度の嫌悪刺激しかし、脱出ケージ45を配置する齧歯類のための十分な動機を提供することはできません。さらに、げっ歯類は、彼らが脱出ケージを入力しないと罰が発生しないことを学ぶことができます。このようにして、代わりに積極的に脱出ケージを検索する、いくつかのげっ歯類は、積極的に各試験の長い期間のために迷路を探る。ケナードとウッドラフ-パック24によってレビューされるように、この増加の探査は、エスケープケージ、パスの長さを見つけるために、待ち時間を延長し、エラーの数が増加します。従って、レイテンシ、エラーレート、正誤象限、速度、時間移動、時間休止し、探索戦略で費やされた時間を含む複数のパラメータの測定は、集合的に、各被験者の空間ナビゲーションの学習および記憶能力8の良い指標を提供することができる-10。さらに、パフォーマンスは最初のエスケープケージ(プライマリ測定)またはエスケープケージ(総措置)を入力するレイテンシを見つけるために、待ち時間として測定することができる。中には、引数を持っているパフォーマンスの主な対策は、全施策50よりも空間学習をより正確に反映していること編ここで説明する例を含むほとんどの研究は、誤り率と探索戦略を決定するために、エスケープケージを入力するために遅延を使用する。さらに、いくつかのトラッキングソフトウェアシステムは、正しい間違った穴をスニッフィングの周波数を測定することができる3つのポイント体検出システムを有する。最後に、迷路を徹底的に手がかりを提供したり、その後の動物に気が散ることを証明できた嗅覚を削除するために試験間エタノールで洗浄しなければならない。

バーンズ迷路の設計は変化するが、一般に、各家庭内やエスケープ·ケージをもたらす一方のみが、12又は20の電位逃げ孔を有している。エスケープケージは(壁のない迷路用)迷路の上に直接、逃げ穴の下に位置または迷路の周囲の壁に内蔵されていてもよい。手がかりは、m以内、約16.5センチメートルの高さや幅(のサイズを変えることができるAZE)水平ライン床から迷路の外側の部屋の壁の天井に配置された、幅21.6センチ。Peromyscus種に対するバーンズ迷路設計の1-5の例を示します( 図1)およびラット( 図2-5)図 。プラグまたは虚偽の底が迷路から落ちるの動物を防ぐためにnonescape穴をカバーしなければならない。試験室の大きさが変化することができる(〜20メートル2)それは、部屋に動物をhabituatingビデオセットアップ(使用されている場合)を持つコンピュータを収容して、場所、迷路の余地を提供するのに十分な大きさでなければならない実験者は、彼らの存在は、動物のパフォーマンスに干渉しないように迷路装置からの距離(少なくとも〜122センチメートル)で座ってください。脱出ケージ位置の割り当ては、治療群と性別の間でバランスをとる必要があります。ここに記載された特定の手順では、いくつかの研究、内迷路臭気の手がかりの使用を阻止するために試験間迷路を回転させることは含まれていませんがこの手順50を組み込む。私たちの手順では、迷路は臭気の手がかりを排除するために試験間エタノールできれいに拭き取る。

、動作的迷路の中心を横切る経路によって分離穴の局所探索として定義され、1)ランダム2)シリアルのように定義:エスケープ·ケージを配置では、検索戦略の3つのタイプ(もともとバーンズ7によって「パターン」と呼ばれる)に定義されている体系的な時計回りまたは反時計方向に連続した穴の探索、および3)直接または空間、複数回および3つ以下のエラーで迷路の中心部を横断することなく、正しい象限に直接ナビゲートするように定義されています。一般的には、反復試験で、げっ歯類は、一般的に51(ランダムシリアル、およびダイレクト)リストされている順序で検索戦略を進行。エスケープおりなしプローブ試行は、メモリ50の別の尺度として用いることができる。

プロトコルと代表ここでの結果は、げっ歯類の2種類(Peromyscus種 、そうでないと呼ばれる小型のげっ歯類)ラットのために開発された。これらの一般的な手順はまた、近交系および/ ​​または非近交系マウス( ハツカネズミ )のために保持することができるが、他の研究では、これらの後者の種18〜21のための潜在的な方法論の違いに相談する必要があります。

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Protocol

1。小型げっ歯類のためのバーンズ迷路手順

  1. ラボのドアの外側に兆候を「入力しない」迷路と場所上記頭上の照明をオンにします。
  2. 約30分前に慣らしを可能にするための最初の試験を開始する試験室に彼らの通常のホームケージにマウスを持って来る。部屋は静かである場合、それはそうでなければ、この予防策を考えることができる、白色雑音を含むことが必要ではないかもしれない。
  3. 追跡プログラムをセットアップします。
  4. そっとそのホ​​ームケージから最初のマウスを削除し、背の高いカバープラスチックの箱に入れます。指定された逃げ穴の下にそのエスケープ(クリーンホーム)ポリプロピレンケージ(29センチ×19センチメートル×13センチ)を配置します。
    1. 確保チューブをブロックしている用紙は、その逃げ穴から除去され、他のすべての穴が差し込まれている。
    2. 迷路の周りにカーテンを引く。
  5. 迷路の中心部に内側にマウスを使ってプラスチックの箱を置き、約8秒後に、そっとTAケージから動物をKEと迷路の上に置きます。
    1. 迷路の中心に動物を置いた後、静かに、コンピュータ·エリア(迷路から〜150センチメートル)に移動します。
    2. すでにプログラムがその性能を文書化を開始するまで動物が迷路の上に置いた時点から経過した(数秒以内)最小限の時間を確保するために開いている必要があり、適切な追跡ソフトウェアプログラムを開始します。
  6. コンピュータのモニタとレコード穴の数、試行回数、検索戦略、および発生したエラーの数から、動物のパフォーマンスを観察します。エラーは、誤った穴のスニッフィングとして定義されています。検索戦略の評価は、追跡パターンに基づいて、ライブまたは保存してもよい。
    1. 検索方法は、 直接 (3つ以下のエラーで脱出ケージに直接行く)に分類され、
    2. シリアル (エスケープ·ケージが配置されるまで、迷路の周囲に沿って移動する)、又は
    3. ランダム</ strong>の(様々な穴を確認するために迷路の中心部を複数回横切る)。
  7. 動物が脱出ケージ内のすべての4本の足を持つ場合追跡プログラムを停止します。
  8. マウスは5分以内に脱出ケージを入力しなかった場合は、ゆっくり正しい場所にして脱出ケージにそれを導く。マウスは2分間の脱出ケージに残りましょう。
  9. 脱出ケージからマウスを削除し、ホームケージ内に置きます。
  10. 迷路トップにスプレーし、70%エタノールでケージを脱出し、乾かしてください。その二審を実行する前に、30分のために取って最初にケージ/マウスを設定します。
  11. 次のマウスを開始する前に、事前に正しい逃げ孔を接続し、その次の対象に指定された逃げ穴から穴をブロック紙のプラグを取り外します。
  12. 各マウスは、約30分の試行間間隔/日2回試験されている。
  13. すべてのマウスは7日間連続してテストするまでoを可能性を増大させる可能性がある、これらの手順を繰り返しますfは改善された性能および/またはデータのわずか4日に対して処置群との間の差異を観察する。

2。ラット用バーンズ迷路試験の追跡プログラムが利用できない場合

  1. 迷路は、その正しい配置であることを確認します(直接照明の下中央)、nonescape穴をブロックし、脱落動物を防ぐため偽のボトムは迷路の中でしっかりとあり、脱出ケージは第一の主題のために指定された場所にあります。迷路上の頭上の照明をオンにする必要があります。
  2. を確認し、コンピュータとカメラが準備ができているとストップウォッチが入手可能です。
  3. 他の近くの場所から任意のノイズを減衰させるためにホワイトノイズをオンにします。テスターの椅子は迷路トップの最も近いエッジから約122センチメートルあると試験を通して同じ場所に残ります。
  4. (2分に設定)タイマー(のみテストの1日目に必要な)利用可能であるべきである。タイマーは、「ビープ」またはその他の音を立てるべきではありません。 Rをテストするためのドア(S)OOMは外側に署名する「入力しない」が必要です。
  5. 対象者のためのテストオーダーシートは、遅延と各被験者の今日の時間だけでなく、任意のための領域を記録するために対象のテスト、セッション番号、各被験者のエスケープケージの穴番号の位置、および面積の順番を一覧表示されます必要な注意事項( 図6)。
  6. まず、ラットがテストされる前に30〜60分間から、慣れ可能にするために、試験室にホームケージ内の動物をもたらす。
  7. ラットは試験の開始時に配置される中心管は、迷路の中心部に設定されている。上部の最初の動物IDを示し段ボールシートを設定します。これは、ビデオ録画、ビデオの最初の数秒間を観察することによって、それぞれの被写体の識別を容易にするための動物IDをキャプチャすることができます。

初期テスト1日目:

  1. コンピュータのビデオ録画を開始する(使用する場合)と首題の動物IDシートとの試験の約5秒を含むECT識別。ファイル名(または作成日)が試験日/時間を特定します。
  2. そのホームケージから最初の動物を削除する(複数の動物がケージ内にある場合は、IDを確認してください)​​、静かにエスケープケージに最初に頭を置く。余剰偽の底脱出ケージをカバーし、2分タイマーを開始します。これは、動物が脱出ケージに慣らすことができます。
  3. 2分のタイマーが終了した後、静かに脱出ケージ(および偽下部カバーを取り外して、離れて迷路から設定された)、リフトのIDシートから動物を削除し、すぐに中央管内ラットを置く。段ボールのIDシートと、中央管の上部をカバーしています。
  4. 優しくゆっくりとボール紙カバーを中心にチューブを持ち上げ、脇に置きます。中央管は動物の上に持ち上げられるようにストップウォッチを開始します。テスターの椅子に座って移動します。
  5. 動物やストップウォッチの両方を見て、椅子に静かに座っている。各動物は脱出用ケージを見つける5分の最大値を有する。
  6. ラットのエスケープケージを発見した場合よりも少ない5分、テストオーダーシート上のストップウォッチとレコード待ち時間と時刻を停止します。脱出ケージから動物を削除し、ホームケージに戻し入れます。
  7. ラットが5分以内に脱出ケージを見つけられない場合は、ゆっくり脱出ケージに動物を誘導し、15秒取り外し、ホームケージに動物を返す前に渡すことができます。
    1. この15秒の継続時間は、試験室の壁に秒針のクロックを使用してタイムアウトすることができます。
    2. ラットは脱出ケージを見つけられませんでしたテストオーダーシートと記録上その日の記録時間。
  8. ラットが落下/迷路、時間ストップウォッチでテスターべき視線をオフにジャンプします。テスターは、その後すぐに動物を取得しようとすべきである。
    1. これは10秒以内に行うことができる場合は、迷路の中心に動物を交換して、テストシート(テスターは秋またはジャンプを区別することができた場合、これは表記する必要がある)に落ちる/ジャンプの時間を記録します。裁判を継続する。
    2. ANIを取得する場合MALは、10秒より長くかかり、ストップウォッチを停止し、帰ってケージに動物を入れた。秋/ジャンプの記録時間(テスターは、この点に注意して、秋やジャンプを区別することができた場合)。
    3. 動物が落ち/ジャンプして10秒以内に取得できていない可能性があった試験のデータは、統計分析から省略されている。
  9. コンピュータへの録画を停止します。裁判に関するコメントを記録します。
  10. 、迷路上から任意の尿や糞を削除し、70%エタノールでスプレーし、よく乾かしてください。エスケープケージを取り外し、70%エタノールで清掃してください。
  11. 次の対象に指定された配置できれいな脱出ケージを置く。複数の脱出ケージを持つことは、空気乾燥は、それぞれエタノール臭を軽減することができます。 (1穴が、すべてが偽の底を持っていて、その一つの穴が脱出ケージが含まれるように)前の穴にきれい​​な虚偽の底に置く。
  12. 迷路の中心部の次の対象のIDシートとセンターチューブを設定します。コンピュータ上のビデオ録画を開始します。 (日/セッション1場合)、2分タイマーを始動、テストすべき次の動物を削除し、エスケープケージに置きます(一日/セッション1であれば)。上記のステップ2から続ける。各被験者は、1試験/日を受ける。
  13. すべての動物は、迷路をきれいにし、ケージを脱出、テストされた後、頭上の照明、ホワイトノイズをオフにします。ドア(S)から符号(S)」を入力しないでください」と削除。

7テストを通じて日2

  1. 試験室を設置し、上記で詳述したようにテストのために迷路。
  2. 一番上のIDシートと迷路中央にセンターチューブをセット。ビデオ録画を開始します。ホームケージから最初の動物を外し、センターチューブに入れる。
  3. このステップは、1日目からの日数2-7の差別、具体的には、日2-7に、被験者はホームケージから取り出した後、センターチューブに直接配置され、脱出ケージの中に2分間の馴化期間は行っておりません。
  4. 上記の手順4から始めて繰り返し手順。

3。統計解析バーンズ迷路エンドポイントの

  1. データ分析は、いくつかの統計的検定が必要な場合があります。例えば、レイテンシ、エラーレートのような連続変数は、空間と時間52の分割プロットとして分析することができる。
  2. 一部の動物が最大割当時間内に脱出またはホームケージを見つけない場合、待ち時間データは最大値として割り当てられ、SASバージョン9.2ソフトウェア解析にProcLifeテストを用いて分析することができる。
    1. この統計的手法では、上限のカットオフがある、行動データに便利です。
  3. 探索戦略データは、SAS PROC GLIMMIX及びバージョン9.2ソフトウェア分析と反復測定デザインを使用することによって分析することができる。
    1. この最初の分析は、累積それをログに記録し、リンクし、すべての3つの検索戦略は(ランダムシリアル、およびダイレクト)は、この分析に含まれるように多項分布を採用しています。
    2. 動物はseconの、(直接)より効率的な検索方法を使用するように学習しているかどうかを判断するには検索戦略上のd個の分析は、2つのあまり効率的な戦略(ランダムシリアル)を合わせ、より効率的な直接的な探索戦略と比較された上で実行することができる。
    3. この後者の方法は、二項分布をもたらし、また、PROC GLIMMIXを採用しています。

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Representative Results

性的に成熟した雄のシカマウスは広く環境全体に散在している潜在的な繁殖のパートナーを見つけるために強化された空間的なナビゲーション能力に依存している。出生前およびテストステロンへの成人の暴露の両方が、この後の成人男性の行動53を組織し、活性化するのに不可欠です。このように、これは、内分泌かく乱化合物への早期の曝露は男性で、この保存形質を乱す可能性があると推定された。この仮説を検証するために、オスとメスの鹿のマウスは、発達植物性エストロゲンを含まない食事、植物性エストロゲンを含まない食事の正のエストロゲン制御(エチニルエストラジオール[EE2])、またはベースにおけるBPAのいくつかの環境的に適切な用量に母親の食事を介して公開されました対照植物エストロゲンのない洗練された食事、そして大人にバーンズ迷路のパフォーマンスを評価した。 図1は、この種のためのバーンズ迷路装置を示す。 2高ではなく、最低にさらさ男性は、BPAの用量を実証空間学習におけるD同等の赤字、長期の遅延、エラーレートの増加、および試用期間( 図7-9)を直接探索戦略に変換することができないことによって明示されるよう。しかし、EE2とミッドBPA投与群の雌ではなく、他のBPAの用量は、9,13( すなわち直接探索戦略の遅延と使用の増加を減少させた)空間学習と記憶の雄性化されたパターンを示した。

一夫多妻鹿マウス、それらに関連するいとこ、一夫一婦制の雄のカリフォルニアのマウスとは対照的に、ペア·ボンディングによって彼らの繁殖成功を高め、独身女性との領土内に残っているし、子育ての責任54,55で共有する。そのため、空間的なナビゲーション機能はカリフォルニアのマウスでの強い進化のセクションの対象とされていない。その結果、推定は、早期のBPAとEE2暴露はカリフォルニアのマウスでは、この動作をターゲットにしないだろうということでした。このhypotheを支持してSIS、BPAまたはEE2への発達の暴露は、すべての治療群間で同等の応答を(10および11図 )10実証男性または女性、空間的なナビゲーション行動(レイテンシ、エラー率、または直接検索戦略への変換)を変化させなかった。カリフォルニア対照マウス、鹿対照マウスと比較すると、連続した7日間の試験を介して行わエラーの数を減少させなかったり制御カリフォルニア雄マウスは、直接探索戦略の使用を増加させるなかった。これは、学習能力における種差を反映している可能性があるが、それの視空間学習および記憶試験の評価のためのさらなる改良は、カリフォルニアマウスに必要とされることが可能である。

ラットバーンズ迷路装置と関連するハードウェアは、 図2-5に示します。この装置は、47-51(conse生後5日目に、雄および雌のSprague-Dawleyラットの空間学習および記憶を評価するために使用したcutive日、1試験/日)。最終日( すなわち 5日目)に、エスケープケージは1〜4日に元の場所から180°を移動しました。これらの被験者は、以前に立ち直り反射と傾斜ボードの動作(離乳前)を評価し、行動を果たし、オープンフィールド活動レベル、および運動協調されていた。そのダムは妊娠日6月21日に1ミリリットル/水の体重を分配したその上にバニラウェーハの3小片を消費していた。被験体自体は、経口生後1-21日に一日二回で1ml /水の体重で処理した。離乳時に、彼らは、同性の兄弟とのペアで飼育した。ただし、1/sex/litterはバーンズ迷路のパフォーマンスを評価した。 図12は、5試験日のそれぞれに各性のために脱出ケージを見つけるために、平均待機時間を示しています。性別(P <0.04)とセッション(P <0.01)の有意な主効果は1日を基準日2-5人の女性と短いレイテンシが短いレイテンシを示した。その他HAVEも雌ラット56より短い待ち時間を報告したが、同じようなセックスの効果が常に我々の研究室11に記載されていない。したがって、ラットにおける一貫性のある性別の効果はまだ決定されている待ち時間以外のエンドポイントがまだ利用可能ではない;。しかしながら、追跡ソフトウェアは、ラットにおいてエラー率と探索戦略を検討する同様の研究において使用されている。

図1
1。Peromyscus種についてバーンズ迷路装置であって、a)内迷路の幾何学的な手がかり( 例えば 、円、正方形、三角形や星)が迷路の壁の内側に90°に配置され、30°ごとに配置された12の逃がし孔が存在し、かつ迷路は、黒色のカーテンで囲まれている(図示せず)。B)迷路トップ床上ポリプロピレンスタンドと高架100センチメートルに配置されます。 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図2
図2。バーンズ迷路ラットのための装置。迷路トップと支えるスタンドは示さ床から迷路トップ直径と高さで見ることができます。床の上の数字は、ホールの番号を示し、(床数は被験者が見ることができない)テスターが指定した場所に脱出ケージを配置することができます。余分な迷路の視覚的な手がかりの一つは、奥の壁( つまり黒い縦縞)で見ることができます。 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図3
図3。ラットバーンズ迷路装置の拡大図。迷路トップの下側の溝に白い脱出ケージスライドを。同じような溝が、それぞれ周囲の穴のための迷路トップの下側に配置されています。 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図4
図4。ラットバーンズ迷路装置の上にシートを識別するサンプル件名のセンターチューブダンボールカバーがPLACために離れてリフトEラット管内してから交換される。センターチューブのハンドルは簡単に持ち上げて裁判を開始することができます。 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図5
入力するときは下向きに傾斜ページの図5。寸法のラットのエスケープケージ。小さなトレッドは、ラットのためのトラクションを提供します。 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図6
図6。 LARGを見るにはここをクリックしてくださいERイメージ。

図7
図7バーンズ迷路における探索戦略上、BPAやEE2にオスとメスの鹿マウスの発達暴露の影響A)の例では、3つの定義された検索方法を説明するための図:(上)ランダム)ミドル(シリアル、およびダイレクト·(下)ランダム(黄)、シリアル(グリーンを採用し、BPA、EE2と対照マウスの。B)の割合)、または取得試験の間で直接(黒)サーチ戦略。 CTLの男性は、低用量のBPA雄とEE2の雌(全てのP値<0.05)を除くすべての他のグループより連続7日間の試験期間をより一般的に直接探索戦略を利用した。 CTL =制御、EE2 =エチニルエストラジオール、BPA =ビスフェノールAから許可を得て適応0;。13 拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください

図8
図8。の待ち時間に、BPAやEE2にオスとメスの鹿マウスの発達暴露の影響(図3と同じグループ)バーンズ迷路のエスケープケージを検索します。A)男性。B)女性。短い待ち時間で例示されるように、CTLをより迅速に、CTLの雌(P = 0.0103)、EE2曝露され、男性(P <0.0008)、および上·中用量のBPAの雄(P = 0.03、P =よりも、正しいエスケープケージを置か男性それぞれ0.02)。 CTLの男性は、しかしながら、低用量BPAの雄と雌EE2(Pの> 0.05)と同様の反応を示した。対照的に、EE2雌をdを有していたEE2曝露男性(P = 0.0013)よりも試用期間にわたるecreased潜伏期間。データは、平均±SEMとして提示されている。 Jasarevic 13の許可を得て適応拡大を見るにはここをクリックしてください

図9
図9。BPA及びEE2エスケープエラー時に(図3と同じグループ)にオスとメスの鹿マウスの発達暴露。 A)男性。B)女性。 CTLの男性は、CTLの女性(P = 0.0002)とEE2の雄(P = 0.02)に比べて、誤った穴に誤りやエントリ数の約半分を示した。また、CTLが上限用量のBPAの雄(P =より少ないエラーを犯した男性0.02)が、BPAの男性のいずれかから中·低線量誤り率(P> 0.05)に差は認められなかった。一方、EE2の女性はこのグループEE2の男性より、CTLの男性と減少したエラー(P = 0.002)と同じ誤り率を持っていたような男性化された応答を示した。中用量のBPAに暴露さの女性は、低用量のBPAと、CTLの女性(それぞれP = 0.0005および0.01、)未満の誤差を示した。データは、平均±SEMとして提示されている。 Jasarevic 13の許可を得て適応拡大を見るにはここをクリックしてください

図10
図10。バーンズ迷路試験における男性と女性のカリフォルニアのマウスのサーチ戦略。検索戦略は、AR電子の色分けされた:ランダム(イエロー)、シリアル(緑)、直接(黒)。 7日間のテスト期間中は、これらの動物のための検索戦略の使用について毒物や性別の有意な影響はなかった。 Williams 10の許可を得て適応拡大を見るにはここをクリックしてください

図11
図11。エスケープケージを見つけ、オス(A&C)とメス(B&D)カリフォルニアのマウス(図6と同じグループ)のためにバーンズ迷路テストでエラーを逃れるための待ち時間。AB)レイテンシ、CおよびD)は 、エラーをエスケープ。 7日間のテスト期間中は、signiはありませんでしたこれらの動物のための検索戦略の使用について毒物や性別の影響をficant。データは、平均±SEMとして提示されている。 Williams 10の許可を得て適応拡大を見るにはここをクリックしてください

図12
図12。レイテンシーが男性と47-51(1試験/日)、出生後の日に査定メスSDラットのエスケープケージを配置する。最終日(5日目)には、エスケープケージは元から180°を移動しました場所。女性は1日目の待ち時間よりも有意に短かった日2-5人の男性とレイテンシよりも有意に短い待ち時間を示した。データは、平均±SEMとして提示されている。TP :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "ターゲット=" _blank ">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。

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Discussion

バーンズ迷路テスト手順における重要なステップは、次のとおり、1)、エスケープケージを見つけるために動物をやる気にさせる適切穏やかに嫌悪刺激を与える2)人事、外部ノイズコントロールのテスト、(均一な条件は動物試験も維持されます例えば 、試験時間を確保とパフォーマンスに影響を与える可能性のある他の刺激)、3)試験は、ビデオの最適化と確実に適切なビデオ録画をしてまで戻ってファイルを記録し、4)70%エタノールで迷路の洗浄試験間嗅覚を削除するかどう。

脱出ケージを見つけるために、被写体をやる気にさせるための最善の刺激を識別することは、いくつかの変更および/またはトラブルシューティングが必要な場合があります。典型的な刺激は、明るい照明のオーバーヘッドです。しかしながら、これは、いくつかの種のために十分ではないかもしれない。私たちだけで逸話的に指摘しているが、広範囲に行動を評価(したがって、広範囲に扱う)されたラットは、標準的なBにあまりやる気のようだ彼らは他の装置および/または環境に、より従順と慣れるためアルネス可能性が高い条件を、迷路。聴覚刺激( 例えば捕食音)と考えることができるが、これは試験室に同時に他の動物を慣らすための能力を制限する。首尾よく使用されている他の刺激は、迷路のトップ57,58やバーンズは欲求であると迷路の代わりに、嫌悪56修正で直接空気にオーバーヘッドファンがあります。

余分な迷路の視覚的な手がかりは、ラットを用いたバーンズ迷路試験のための規範である。典型的な実験用マウス種では、迷路外の手がかりがイントラ迷路の手がかり59,60よりも良好な結果を生じ得ることが示唆されている。しかし、鹿のマウスは正常に脱出ケージを見つけることに成功し、ダイレクト検索方法8,9の使用テスト期間にわたって変換するには、イントラ迷路の手がかりを使用することができます。また、外壁には、迷路から落ちたり飛び降りから動物を防ぐ。カリフォルニアのマウスは鹿のマウスよりも大きく、取り扱いが簡単で、約2〜3倍であるので、他のものは正常に壁40,61を使用することなく、迷路バーンズにこの種をテストしている。しかし、その場合の迷路は、より内側に配置された16穴(1.3cm)の付(直径65センチメートル)小さかった。

方法論的に、バーンズ迷路手順と結果のintrepretationに影響を与える可能性が細部があります。げっ歯類のための迷路トップは比較的大きく、試験室には、テスターが迷路の周りを自由に移動できるように十分な大きさでなければなりません。テスターは、ラットを取得し、適切な場所に脱出ケージを配置するために周囲に沿って動くことができなければならないように隅に迷路を配置することはお勧めしません。齧歯類の不安レベルは、増加した血漿コルチコステロン濃度44によって証明されるように、テストし、余分な刺激が悪化することができた時に上昇している。げっ歯類は、通常、突然聴覚刺激で凍結従って、それは、テスト環境がノイズの多いエリアに位置しな​​いことが重要である。しかし、被験者の行動への直接の注意が不可欠であるが、これは特定の日に、数日にわたる長時間の査定することができますので、お試しに気配り維持するテスターのために挑戦することができます。このような理由とパフォーマンスに概日効果を回避するためには、特定の日に時間( 例えば 、午前または午後)の選択画面のために動物の数が限られてテストすることが最適である。これは、明示的にテストされていませんが、最終的には、エタノールの匂いは、被験者への嫌悪があります。ケージは、エタノールを噴霧した後に空気乾燥時間を持つように、いくつかのエスケープケージと追加の偽底が提案されている。

バーンズ迷路の主な利点は、他の迷路タイプと実験的に誘導しimpairmのより包括的な評価を提供することがあり得ることができる、追加のエンドポイントに使用の相対的な容易さであるエント。さらに、この乾燥した土地の迷路は、より良い土地に生息する齧歯類の自然環境を再現することができる。待ち時間、エラー率、および直接探索戦略(ランダムまたはシリアル)非効率的な検索方法のテストの過程での変換によって証明されるように、複数日テスト期間は、変更された性能のより強固な証拠を提供することができます。

バーンズ迷路からの結果は、空間ナビゲーションの他のテストで確認することができます。また、潜在的なバーンズ迷路のパフォーマンス赤字は不安、活動、または運動能力の変化の結果ではないことを確立することが重要である。バーンズ迷路障害は空間ナビゲーションの真の変化を反映している場合はこのように、このような高架式十字迷路やオープンフィールド行動などの不安の結果および/または運動評価は、決定することができる。しかし、不安の共通のマウスのテストは常にバーンズ迷路性能44を予測できない場合があります。真の空間ナビゲーションの変化は、ミズーリ存在する場合これらの脳領域は、この学習および記憶応答62〜64を支配するように見えるように分子状、病理組織学的、電気生理学的、またはシナプス形成の変化は、海馬、嗅内皮質、または他の皮質領域において明らかである可能性があります。

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Disclosures

この文書は、米国食品医薬品局(FDA)方針に従って検討し、公表のために承認されている。承認内容は、必ずしも、FDAの位置や意見を反映や商標名や商業製品に関する記述は、使用のために承認または推奨を構成するものでもないことを意味するものではない。このレポートの調査結果と結論は著者のものであり、必ずしも、FDAの見解を示すものではありません。著者らは、競合する利害や、開示することは何もありません。

Acknowledgments

著者は、氏エルディンJašarević氏スコット·ウィリアムズ氏、ロジャー·W·マイセン、サラ·A.ジョンソン博士R.マイケル·ロバーツ、博士マークR. Ellersieck、および大学のデビッドC.ギアリーを認めるミズーリ、氏C.デルバート法および毒物学的研究/ FDAのためのナショナルセンターでの動物飼育スタッフ。この作品は、国立センター(CSRとDCG)はミゾー·アドバンテージ·グラ​​ント、ミズーリ大学の大学獣医学部の教員賞(CSR)、およびプロトコルE7318、CSR(RC1 ES018195)に付与するNIHのチャレンジ助成金によって支えられて毒性研究/ FDAのため。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NOTE: Those items that are for small rodents only are bolded. Those items that are for large rodents only are italicized. Items neither bolded nor italicized are for both.
Barnes Maze platform with 12 or 20 escape holes every 30°. For rats, each hole is 10.5 cm in diameter and 4 cm from the maze top edge. For use with automated tracking programs, a black top for white rodents or a white top for pigmented rodents is needed. For mice and rats, this circular top is 95 and 122 cm in diameter, respectively. US Plastics Corp, Lima, OH 42625 This is the top of the Barnes Maze and the surface that the rodent is placed upon. It can be constructed from a variety of materials (e.g., Plexiglas), but for endocrine disruptor work, polypropylene BPA-free material is optimal. One of the holes leads to the an escape cage; all other holes are blind-ending or false-bottomed. For the rat maze, small slides on the underside of the maze platform allow the escape cage and false bottoms to slide in.
2 in Polypropylene pipe plug (24)
2 in 90° Black polypropylene elbow (12)
2 in x 6 in Polypropylene pipe nipple (1)
US Plastics Corp, Lima, OH 30724
32086
30712
These are only necessary for the small rodent (e.g. mouse) Barnes Maze. These adaptations are either blind-ending tubes/elbows or one of the tubes is connected to the pipe nipple that then leads to the escape cage.
False bottoms for rat Barnes Maze These were custom made of ABS plastic and vacuum molded for the rat maze apparatus.
Circular aluminum wall/barrier (50 cm high) around the maze Ace Hardware, Columbia, MO In the case of small rodents (e.g., mice), this barrier prevents them from falling off the maze; the rat apparatus generally does not require this. The wall may not be needed for laboratory mice that are relatively tame.
Support stand for maze platform top US Plastics Corp, Lima, OH 42625 The stand supports the maze platform top such that it is elevated above the floor (typically, 70-100 cm) to motivate the rodent to locate the escape cage. The stand can be constructed of any material.
White noise SleepMate Sound Conditioner,
Marpac, Rocky Point, NC
980A Background noise may be used to block out peripheral acoustic cues that may confound Barnes Maze testing across trials and animals
Light fixtures and 300-500 W bulbs encased in aluminum shells. For example, Utilitech 500 W halogen portable work lights. Ace Hardware or Lowes Bright lights provide a mildly aversive stimulus which motivate the rodent to locate the escape cage. The lights are generally suspended ~150 cm above the maze top.
Escape cage. For small rodents, this can be a polypropylene cage (27.8 cm x 7.5 cm x 13 cm). Ancare, Bellmore, NY N40 PP The rat escape cage here was custom built and has a ramp leading into the escape cage.
Opaque tube (rats only) (27 cm diameter; 23 cm height) with a piece of thick cardboard to cover the top. The tube is placed in the center of the maze and the rat is placed into the tube from the top which is covered with the cardboard. A handle on the outside of the tube allows easier lifting of the tube, which then begins the trial. The tube can be constructed of any material, but should be opaque.
High resolution video camera (e.g., Panasonic Digital Video Camera) Panasonic, Secaucus, NJ ICV19458 The video camera is positioned overhead and records trials for later analysis.
Extra- or intra-maze geometric cues made of high quality cardboard construction paper any office supply store, such as Staples These visual cues orient the animal within the maze environment, providing cues as to the spatial location of the escape cage; in rats, extra-maze cues on the walls work well, whereas in small rodents that require a wall around the maze, intra-maze cues must be used.
Black curtain to surround the maze (small rodents only) any fabric and crafts store, such as Jo-Ann Fabrics A black curtain is used in small rodents (especially wild species, e.g. Peromyscus) to maintain attention within the maze confines.
70% Ethanol Fisher Scientific BP2818-4 After each trial, the maze top and escape cage are cleaned to eliminate potential odor cues for consecutively tested rodents.
Tracking software program, such as Ethovision, and computer with appropriate video card and substantial (1 TB or more) hard-drive space. Alternatively, videos can be recorded directly to the computer for later analysis using a program such as Win TV (Hauppauge Computer Works, Inc.). Noldus (Leesburg, VA) Tracking software is required to analyze trials for latency to locate the escape cage, velocity, distance traveled, time spent resting, time spent moving, time spent in the correct versus incorrect quadrants, time spent around the escape hole, number of errors or entries into incorrect holes, and overall search strategy employed to find the escape cage.
External hard drives, such as Seagate or WD, with a minimum 1-2 TB of memory Any office supply store, such as Staples. Videorecordings should be backed up in at least one separate location.
Videorecording program, e.g. WinTV program Hauppauge Computer Works, Inc.,
Hauppauge, NY
If tracking software is not available at the time of the testing,
the trials should be video-recorded for later analysis

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  1. Neat!

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    Posted by: Grace A.
    March 5, 2014 - 5:47 PM

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