शुष्क भूमि बार्न्स भूलभुलैया व्यापक रूप से प्रतिक्रिया हल्का प्रतिकूल उत्तेजनाओं में स्थानिक नेविगेशन क्षमता को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है. लगातार दिनों में, नियंत्रण विषयों के प्रदर्शन (भागने पिंजरे लगाने के लिए जैसे विलंबता) सामान्य सीखने और स्मृति का संकेत, सुधार. चूहों और चूहों के बीच अंतर यहां विस्तृत रहे हैं कि तंत्र और कार्यप्रणाली में परिवर्तन की जरूरत है.
स्थानिक सीखने और प्रयोगशाला कृन्तकों की स्मृति अक्सर पानी और शुष्क भूमि (बार्न्स) mazes हैं जिनमें से सबसे लोकप्रिय mazes, में नौवहन क्षमता के माध्यम से मूल्यांकन किया है. सत्र या परीक्षणों पर प्रदर्शन में सुधार भागने पिंजरे / मंच स्थान के सीखने और स्मृति को प्रतिबिंबित करने के लिए सोचा है. पानी mazes से कम तनावपूर्ण माना जाता है, बार्न्स भूलभुलैया उतना ही परिधि किनारे के आसपास दूरी पर कई छेद के साथ एक परिपत्र मंच शीर्ष के एक अपेक्षाकृत सरल डिजाइन है. एक एक भागने पिंजरे की ओर जाता है, जबकि छेद में से एक को छोड़कर सभी, झूठी तली या अंधा खत्म होने वाली हैं. हल्का aversive उत्तेजनाओं (जैसे उज्ज्वल उपरि रोशनी) भागने पिंजरे लगाने के लिए प्रेरणा प्रदान करते हैं. भागने पिंजरे लगाने के लिए लेटेंसी सत्र के दौरान मापा जा सकता है, तथापि, अतिरिक्त endpoints आम तौर पर वीडियो रिकॉर्डिंग की आवश्यकता होती है. उन वीडियो रिकॉर्डिंग से, स्वचालित ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के इस्तेमाल को पानी mazes में उत्पादित उन (जैसे करने के लिए इसी तरह के हैं कि endpoints की एक किस्म पैदा कर सकते हैं </ उन्हें> दूरी की यात्रा की, वेग / गति, सही चक्र में बिताए समय, समय) आराम, और विलंबता की पुष्टि / आगे बढ़ बिताया. (यानी, यादृच्छिक धारावाहिक, या प्रत्यक्ष) खोज रणनीति के प्रकार के रूप में अच्छी तरह से वर्गीकृत किया जा सकता है. बार्न्स भूलभुलैया निर्माण और परीक्षण के तरीके चूहों जैसे चूहों जैसे छोटे कृन्तकों,, और बड़े मूषक, के लिए अलग कर सकते हैं. अतिरिक्त भूलभुलैया cues चूहों के लिए प्रभावी रहे हैं, जबकि उदाहरण के लिए, छोटे जंगली कृन्तकों भूलभुलैया के चारों ओर एक दृश्य बाधा के साथ अंतर भूलभुलैया cues आवश्यकता हो सकती है. उचित उत्तेजनाओं भागने पिंजरे लगाने के लिए कृंतक प्रेरित जो पहचान की जानी चाहिए. बार्न्स और पानी mazes दोनों समय 4-7 परीक्षण परीक्षण आम तौर पर सुधार सीखने और स्मृति प्रदर्शन (जैसे कम सुप्तावस्था या पथ भागने मंच या पिंजरे लगाने के लिए लंबाई) और / या प्रयोगात्मक समूहों के बीच मतभेदों का पता लगाने के लिए आवश्यक हैं लेने के रूप में हो सकता है. फिर भी, बार्न्स भूलभुलैया स्थानिक नौवहन क्षमताओं को मापने के लिए एक व्यापक रूप से कार्यरत व्यवहार मूल्यांकन है औरआनुवंशिक, neurobehavioral जोड़तोड़, या दवा / विषैला जोखिम से उनके संभावित विघटन.
स्थानिक सीखने और प्रयोगशाला कृन्तकों में स्मृति पहले एक भोजन reinforcer 1 लगाने के लिए alleyways की भूलभुलैया navigated कि भोजन से वंचित चूहों के साथ मूल्यांकन किया गया था. कई दशकों बाद, एक स्थानिक संदर्भ स्मृति प्रणाली 2 प्रस्तावित किया गया था. एक परीक्षण सत्र या परीक्षण के भीतर स्मृति को संदर्भित करता है जो काम कर स्मृति के विपरीत, संदर्भ स्मृति परीक्षण सत्र या परीक्षण के पार स्मृति को संदर्भित करता है और अधिक बारीकी से दीर्घकालिक स्मृति से संबंधित है.
Mazes के कई प्रकार के इस हिप्पोकैम्पस पर निर्भर स्थानिक सीखने और स्मृति छोटे और बड़े कृन्तकों में (जैसे पानी भूलभुलैया, कई टी भूलभुलैया, रेडियल भुजा भूलभुलैया और शुष्क भूमि mazes) 3-6 के noninvasive आकलन के रूप में विकसित किया गया है. यहाँ, हम पहले डॉ. कैरोल बार्न्स 7 द्वारा 1979 में वर्णित परिपत्र मंच या बार्न्स भूलभुलैया, पर ध्यान केंद्रित. इस भूलभुलैया चूहों (रा सहित कृंतक मॉडल की एक विस्तृत रेंज में स्थानिक नौवहन सीखने और स्मृति परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया हैttus norvegicus), चूहों (मुसलमानों मस्कुलस), चूहों (Peromyscus maniculatus bairdii) हिरण कैलिफोर्निया चूहों (Peromyscus californicus), और hystricomorph कृन्तकों (जैसे degus [Octodon degus]) 8-13. बार्न्स भूलभुलैया का उपयोग मूल्यांकन अन्य प्रजातियों अमेरिकी तिलचट्टे (Periplaneta अमेरिकी) 14, मकई साँप (Elaphe guttata guttata) 15 में शामिल squamate सरीसृप (जैसे पक्ष blotched छिपकली [Uta stansburiana]) 16, और nonhuman primates (जैसे माउस लीमर [Microcebus murinus]) 17. हमारी प्रयोगशालाओं में, बार्न्स भूलभुलैया प्रदर्शन विकासात्मक Bisphenol एक (BPA) या ethinyl estradiol (EE2) जोखिम 9-1113 के बाद neurotoxicity के एक सूचकांक के रूप में इस्तेमाल किया गया है. यह भी सामान्यतः अल्जाइमर रोग से संबंधित डेफ विभिन्न माउस उपभेदों 18-21, उम्र बढ़ने के प्रभाव 7,22-28 के आकलन के व्यवहार phenotyping के लिए इस्तेमाल किया जाता है, औरपशु मॉडल 3,29-33, साथ ही व्यायाम और आहार पर्यावरण, और चयापचय परिवर्तन 34-42 के प्रभाव में icits.
बार्न्स भूलभुलैया उपयोग के एक प्राथमिक लाभ दोनों चूहों 44 में प्लाज्मा corticosterone सांद्रता में तीव्र बढ़ जाती है पैदा कर सकते हैं, हालांकि यह इस तरह मॉरिस पानी भूलभुलैया 43 के रूप में पानी mazes, के सापेक्ष विषयों में कम तनाव लाती है. एक सूखी भूमि भूलभुलैया के रूप में, बार्न्स भूलभुलैया स्थलीय कृन्तकों 45 के लिए अधिक ethologically प्रासंगिक हो सकता है. पानी भूलभुलैया प्रदर्शन चूहों 3,46,47 में आनुवंशिक परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होना दिखाया गया है, बार्न्स भूलभुलैया प्रदर्शन कुछ अन्य परिवर्तन 48,49 करने के लिए अधिक संवेदनशील है. पानी भूलभुलैया उपयोग संभव नहीं है, जहां कृंतक मॉडल में, बार्न्स भूलभुलैया स्थानिक स्मृति प्रतिधारण 31 का जुर्माना देखते मूल्यांकन प्रदान कर सकता है. आम तौर पर बार्न्स भूलभुलैया (यानी चमकदार रोशनी) में इस्तेमाल किया हल्का प्रतिकूल उत्तेजनाओं,हालांकि, भागने पिंजरे 45 का पता लगाने के लिए कृंतक के लिए पर्याप्त प्रेरणा प्रदान नहीं कर सकते. इसके अलावा, मूषक वे भागने पिंजरे में प्रवेश नहीं करते अगर कोई सजा होती है जो जान सकते हैं. इस प्रकार, बजाय सक्रिय रूप से बच पिंजरे के लिए खोज की, कुछ कृन्तकों सक्रिय रूप से एक परीक्षण की लंबी अवधि के लिए भूलभुलैया का पता लगाएं. Kennard और Woodruff पाक 24 द्वारा समीक्षा के रूप में, इस वृद्धि अन्वेषण भागने पिंजरे, पथ की लंबाई का पता लगाने के लिए विलंबता लम्बा, और त्रुटियों की संख्या में वृद्धि होगी. इस प्रकार, विलंबता, त्रुटि दर, सही और गलत quadrants, वेग में बिताए समय, समय चलती है, समय आराम कर रही है, और खोज की रणनीति सहित कई मापदंडों की माप, सामूहिक रूप से प्रत्येक विषय के स्थानिक नौवहन सीखने और स्मृति क्षमता 8 का एक बेहतर सूचक प्रदान कर सकता है -10. इसके अतिरिक्त, प्रदर्शन पहले भागने पिंजरे (प्राथमिक उपाय) या भागने पिंजरे (कुल उपाय) में प्रवेश के लिए विलंबता लगाने के लिए विलंबता के रूप में मापा जा सकता है. कुछ तर्क हैप्रदर्शन के प्राथमिक उपायों कुल उपायों 50 से स्थानिक सीखने का एक और अधिक सटीक प्रतिबिंब है कि एड. यहाँ वर्णित उदाहरण सहित अधिकांश अध्ययन, त्रुटि दर और खोज रणनीति तय करने के लिए भागने पिंजरे में प्रवेश के लिए विलंबता का उपयोग करें. इसके अलावा, कुछ ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर सिस्टम सही बनाम गलत छेद सूँघने की आवृत्तियों उपाय कर सकते हैं कि एक तीन बिंदु शरीर का पता लगाने प्रणाली है. अंत में, भूलभुलैया अच्छी तरह से cues प्रदान या बाद में जानवरों को ध्यान भंग साबित हो सकता है कि घ्राण cues को दूर करने के परीक्षणों के बीच इथेनॉल के साथ साफ किया जाना चाहिए.
बार्न्स भूलभुलैया डिजाइन अलग अलग है लेकिन आम तौर पर प्रत्येक घर या एक भागने पिंजरे की ओर जाता ही, जिनमें से एक 12 या 20 संभावित भागने छेद है. भागने पिंजरे (दीवारों के बिना mazes के लिए) सीधे भूलभुलैया शीर्ष पर भागने छेद के नीचे भी स्थित या भूलभुलैया के आसपास दीवार में बनाया जा सकता है. cues मीटर के दायरे में लगभग 16.5 सेमी ऊंचाई और चौड़ाई (से आकार में भिन्न हो सकते हैंaze) एक क्षैतिज रेखा को फर्श से भूलभुलैया के बाहर के कमरे की दीवार से छत के लिए रखा चौड़ाई में 21.6 सेमी. Peromyscus प्रजातियों के लिए बार्न्स भूलभुलैया डिजाइन की 1-5 शो उदाहरण चित्रा (1) और चूहों (आंकड़े 2-5) के आंकड़े. प्लग या झूठी पैंदा भूलभुलैया से बाहर गिरने से जानवर को रोकने के लिए nonescape छेद को कवर करना होगा. परीक्षण कमरे का आकार भिन्न हो सकते हैं (~ 20 एम 2), लेकिन यह, कमरे में जानवरों habituating वीडियो सेट अप (प्रयुक्त हो) के साथ एक कंप्यूटर, मिलनसार और एक जगह, भूलभुलैया के लिए पर्याप्त कमरे उपलब्ध कराने के लिए काफी बड़े होने चाहिए प्रयोगकर्ता उनकी उपस्थिति पशु के प्रदर्शन के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है कि ऐसी भूलभुलैया तंत्र से एक दूरी (कम से कम ~ 122 सेमी) में बैठने के लिए. भागने पिंजरे स्थान के असाइनमेंट उपचार समूहों और सेक्स के बीच संतुलित किया जाना चाहिए. यहाँ वर्णित विशिष्ट प्रक्रियाओं के भीतर भूलभुलैया गंध cues, कुछ अध्ययनों के उपयोग को हतोत्साहित करने के परीक्षणों के बीच भूलभुलैया घूर्णन शामिल नहीं हैइस प्रक्रिया में 50 को शामिल. हमारे प्रक्रियाओं में, भूलभुलैया गंध cues को खत्म करने के परीक्षणों के बीच इथेनॉल के साथ साफ है.
1) यादृच्छिक, सक्रिय रूप में परिभाषित किया भूलभुलैया केन्द्र पार पथ के द्वारा अलग छेद के स्थानीय खोजों, 2) धारावाहिक के रूप में परिभाषित: भागने पिंजरे लगाने में, खोज रणनीतियों के तीन प्रकार (बार्न्स 7 से मूल रूप में कहा "पैटर्न") में परिभाषित किया गया है एक व्यवस्थित एक दक्षिणावर्त या वामावर्त दिशा में लगातार छेद की खोज, और 3) प्रत्यक्ष या स्थानिक, एक बार से अधिक और तीन या कम त्रुटियों के साथ भूलभुलैया केन्द्र पार करने के बिना सही वृत्त का चतुर्थ भाग के लिए सीधे नेविगेट के रूप में परिभाषित किया. सामान्य में, दोहराया परीक्षण के साथ, मूषक (आमतौर पर, यादृच्छिक धारावाहिक, और प्रत्यक्ष) 51 सूचीबद्ध क्रम में खोज रणनीतियों के माध्यम से प्रगति. भागने पिंजरे के बिना एक जांच परीक्षण भी स्मृति 50 का एक और उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.
प्रोटोकॉल और प्रतिनिधियहाँ के परिणाम कृन्तकों के दो प्रकार (Peromyscus प्रजाति अन्यथा करार दिया छोटे कृन्तकों) और चूहों के लिए विकसित किए गए. ये सामान्य प्रक्रियाओं को भी सहज और / या outbred चूहों (मुसलमानों मस्कुलस) के लिए पकड़ सकता है, अन्य अध्ययनों उन बाद प्रजातियों 18-21 के लिए संभावित कार्यप्रणाली मतभेद पर परामर्श किया जाना चाहिए.
बार्न्स भूलभुलैया परीक्षण प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण कदम शामिल हैं: 1), भागने पिंजरे लगाने के लिए पशु को प्रेरित करने के लिए उचित हल्का प्रतिकूल प्रेरणा प्रदान 2) कर्मियों, बाहरी शोर नियंत्रण परीक्षण, (?…
The authors have nothing to disclose.
लेखकों श्री Eldin Jašarević, श्री स्कॉट विलियम्स, श्री रोजर डब्ल्यू Meissen, सारा ए जॉनसन, डॉ. आर माइकल रॉबर्ट्स, डॉ. मार्क आर Ellersieck, और विश्वविद्यालय में डॉ. डेविड सी. Geary स्वीकार मिसौरी, और श्री सी. Delbert कानून और विषाक्तता अनुसंधान / एफडीए के लिए राष्ट्रीय केंद्र में जानवरों की देखभाल करने वाले स्टाफ. इस काम के सीएसआर (RC1 ES018195), (सीएसआर और DCG) को एक Mizzou लाभ अनुदान, पशु चिकित्सा संकाय पुरस्कार की एक मिसौरी विश्वविद्यालय के कॉलेज (सीएसआर) के लिए अनुदान के लिए एक NIH चैलेंज अनुदान द्वारा समर्थित है, और नेशनल सेंटर में प्रोटोकॉल E7318 गया था जहर रिसर्च / एफडीए के लिए.
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" Polypropylene pipe plug (24) 2" 90° Black polypropylene elbow (12) 2" x 6" 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 watt bulbs encased in aluminum shells. For example, Utilitech 500-watt 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 x 7.5 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 |