Barnes Maze estrategias de ensayo con pequeñas y grandes modelos de roedores

El aprendizaje espacial y la memoria en roedores de laboratorio se evaluó por primera vez con ratas privadas de alimento que navegaban en un laberinto de callejuelas de localizar un reforzador de alimentos ^1. Varias décadas más tarde, un sistema de memoria de referencia espacial fue propuesto ^2. A diferencia de la memoria de trabajo, que se refiere a la memoria dentro de una sesión de pruebas ni juicio, la memoria de referencia se refiere a la memoria a través de las sesiones de pruebas o ensayos y está más estrechamente relacionado con la memoria a largo plazo.

Existen varios tipos de laberintos se han desarrollado como evaluaciones no invasivas de este aprendizaje dependiente del hipocampo y la memoria espacial en roedores pequeños y grandes (por ejemplo, laberinto de agua, múltiple T-laberinto, laberinto de brazos radiales y laberintos de secano) ^3-6. Aquí, nos centramos en la plataforma circular o Barnes laberinto, descrita por primera vez en 1979 por el Dr. Carol Barnes ^7. Este laberinto se ha utilizado para probar el aprendizaje de navegación espacial y la memoria en una amplia gama de modelos de roedores, incluyendo ratas (Ranorvegicus TTU), ratones (Mus musculus), ciervos ratones (Peromyscus maniculatus bairdii), los ratones de California (Peromyscus californicus) y roedores hystricomorph (por ejemplo, degus [degus Octodon]) ^8-13. Otras especies evaluadas utilizando el laberinto Barnes incluyen las cucarachas americanas (Periplaneta americana), ¹⁴ serpientes del maíz (Elaphe guttata guttata) ^15,   reptiles escamosos (por ejemplo, del lado-blotched lagartos [Uta stansburiana]) ^16, y los primates no humanos (por ejemplo, los lémures ratón [Microcebus murinus]) ^17. En nuestros laboratorios, el rendimiento laberinto Barnes se ha utilizado como índice de la neurotoxicidad después de bisfenol desarrollo A (BPA) o etinil estradiol (EE2) exposición ^9-1113. También se utiliza comúnmente para el comportamiento de fenotipos de varias cepas de ratón ^18-21, la evaluación de los efectos del envejecimiento ^7,22-28, y sin duda relacionada con la enfermedad de AlzheimerIIC en modelos animales ^3,29-33, así como los efectos del ejercicio y la dieta, ambientales y metabólicos alteraciones ^34-42.

Una ventaja principal del uso de laberinto Barnes es que induce menos estrés en los temas relativos a laberintos de agua, tales como el laberinto de agua de Morris ^43, aunque ambos pueden inducir aumentos agudos en las concentraciones de corticosterona en el plasma en ratones ^44. Como un laberinto de la tierra seca, el laberinto Barnes puede ser más etológico-relevante para los roedores terrestres ^45. Aunque el rendimiento del laberinto de agua ha demostrado ser más sensible a las alteraciones genéticas en ratones ^3,46,47, desempeño en el laberinto de Barnes es más sensible a ciertas otras alteraciones ^48,49. En modelos de roedores donde el uso de laberinto de agua no es posible, el laberinto Barnes puede proporcionar una evaluación de afinado de la retención de la memoria espacial ^31. Los estímulos aversivos ligeramente usados ​​típicamente en el laberinto Barnes (luces brillantes), es decir,sin embargo, no puede proporcionar suficiente motivación para que el roedor para localizar la caja de escape ^45. Además, los roedores pueden aprender que ningún castigo ocurre si no entran en la jaula de escape. Por lo tanto, en lugar de la búsqueda activa de la jaula de escape, algunos roedores exploran activamente el laberinto durante largos períodos de cada ensayo. Como ya han dicho por Kennard y Woodruff-Pak ^24, este aumento de la exploración prolongará la latencia para localizar la caja de escape, la longitud del trayecto, y aumentar el número de errores. Por lo tanto, la medición de varios parámetros, incluyendo latencia, tasa de error, el tiempo pasado en los cuadrantes correctas e incorrectas, velocidad, tiempo en movimiento, tiempo de descanso, y la estrategia de búsqueda, se puede proporcionar en conjunto un mejor indicador de espacio de aprendizaje de la navegación y la memoria la capacidad de cada tema ^{8 -10.} Además, el rendimiento se puede medir como la latencia para localizar primero la jaula de escape (medida primaria) o la latencia para entrar en la jaula de escape (medida total). Algunos tienen argumentoed que las medidas principales de actuación son un reflejo más exacto de aprendizaje espacial que las medidas totales de ^50. La mayoría de los estudios, incluyendo los ejemplos descritos aquí, utilizan la latencia para entrar en la jaula de escape para determinar la tasa de error y la estrategia de búsqueda. Además, algunos sistemas de software de seguimiento tienen un sistema de detección de cuerpo de tres puntos que puede medir las frecuencias de inhalación de los vs correctas agujeros incorrectos. Por último, el laberinto se debe limpiar a fondo con etanol entre los ensayos para eliminar señales olfativas que podrían proporcionar pistas o resultar molesto para los animales posteriores.

Diseños laberinto Barnes variar, pero en general cada uno tiene 12 o 20 agujeros de escape potenciales, sólo uno de los cuales conduce a la casa o una jaula de escape. La jaula de escape puede estar situada justo debajo del hueco de escape en la parte superior del laberinto (por laberintos sin paredes) o integrado en la pared circundante del laberinto. Las señales pueden variar en tamaño de aproximadamente 16,5 cm de altura o anchura (dentro de la maze) a una línea horizontal 21,6 cm de ancho colocados desde el suelo hasta el techo de la pared de la sala fuera del laberinto. Figuras 1-5 muestran ejemplos de Barnes diseños de laberinto para especies Peromyscus (Figura 1) y ratas (figuras 2-5). Tapones o dobles fondos deben cubrir los agujeros nonescape para evitar que el animal caiga fuera del laberinto. Tamaño de la habitación de prueba puede variar (~ 20 m ^2), pero debe ser lo suficientemente grande como para proporcionar un amplio espacio para el laberinto, habituar a los animales a la sala, con capacidad para un ordenador con video de puesta a punto (si se utiliza), y un lugar para el experimentador para sentarse a una distancia (al menos ~ 122 cm) desde el aparato de laberinto de tal manera que su presencia no interfiere con el desempeño del animal. Asignación de la ubicación jaula de escape debe ser equilibrada entre los grupos de tratamiento y sexo. Mientras que los procedimientos específicos descritos aquí no incluyen girar el laberinto entre los ensayos para desalentar el uso de los intra-laberinto señales olfativas, algunos estudiosincorporar este procedimiento ^50. En nuestros procedimientos, el laberinto se limpia con etanol entre los ensayos para eliminar señales olfativas.

En la localización de la jaula de escape, tres tipos de estrategias de búsqueda se han definido (llamado originalmente "patrones" de Barnes ^7): 1) al azar, operacionalmente definidos como búsquedas localizadas de agujeros separados por senderos que cruzan el centro del laberinto, 2) de serie, que se define como una búsqueda sistemática de agujeros consecutivos en un sentido horario o antihorario, y 3) directa o espacial, definida como la navegación directamente al cuadrante correcto sin cruzar el centro del laberinto más de una vez y con tres o menos errores. En general, la prueba se repite, roedores típicamente progresan a través de las estrategias de búsqueda en el orden indicado (al azar, serial y directa) ^51. Una sonda de prueba sin la jaula de escape también puede ser utilizado como una medida adicional de la memoria ^50.

El protocolo y el representanteResultados En este sentido se han desarrollado para dos tipos de roedores (denominado Peromyscus especies de roedores pequeños de otro modo) y ratas. Mientras que estos procedimientos generales podrán celebrar también para ratones consanguíneos y / o consanguínea (Mus musculus), otros estudios deberían ser consultados sobre posibles diferencias metodológicas para estas últimas especies de ^18-21.