Test di riconoscimento di oggetto romanzo per l'indagine di apprendimento e memoria in topi
Summary
Il test di riconoscimento di oggetto (ORT) è un’analisi semplice ed efficace per valutare l’apprendimento e la memoria nei topi. La metodologia è descritta di seguito.
Abstract
Il test di riconoscimento di oggetto (ORT) è un’analisi del comportamento comunemente utilizzata per l’indagine sui vari aspetti dell’apprendimento e della memoria nei topi. L’ORT è abbastanza semplice e può essere completato in 3 giorni: giorno di assuefazione, giornata di formazione e giornata di test. Durante l’allenamento, il mouse è permesso di esplorare 2 oggetti identici. Il giorno del test, uno degli oggetti formazione viene sostituito con un nuovo oggetto. Perché i topi hanno un’innata preferenza per la novità, se riconosce il mouse l’oggetto familiare, che trascorrerà la maggior parte del suo tempo presso l’oggetto romanzo. A causa di questa preferenza innata, non c’è nessuna necessità di rinforzo positivo o negativo o lungo i programmi di allenamento. Inoltre, l’ORT può essere modificato anche per numerose applicazioni. L’intervallo di mantenimento può essere accorciato per esaminare la memoria a breve termine, o allungato per sondare la memoria a lungo termine. Intervento farmacologico può essere utilizzato alle varie volte prima dell’allenamento, dopo l’allenamento, o prima del richiamo per indagare le diverse fasi di apprendimento (cioè, acquisizione, presto o tardivo consolidamento o richiamo). Nel complesso, l’ORT è un test relativamente basso-stress ed efficiente per la memoria nei topi ed è adatto per la rilevazione dei cambiamenti neuropsicologiche seguito manipolazioni farmacologiche, biologiche o genetiche.
Introduction
Il test di riconoscimento di oggetto (ORT), anche conosciuto come il test di riconoscimento oggetto romanzo (NOR), è un mezzo relativamente veloce ed efficiente per il testing di diverse fasi di apprendimento e memoria in topi. Fu originariamente descritto da Ennaceur e Delacour nel 1988 e utilizzato principalmente in ratti1; Tuttavia, da allora, è stato adattato con successo per uso in topi2,3,4,5,6,7. Il test si basa su da un minimo di tre sessioni: sessione di una assuefazione, un allenamento e test di una sessione. Formazione comporta semplicemente l’esplorazione visiva di due oggetti identici, mentre la sessione di test consiste nel sostituire uno degli oggetti precedentemente esplorati con un oggetto romanzo. Perché roditori hanno un’innata preferenza per novità, un roditore che ricorda l’oggetto familiare permetterà di trascorrere più tempo esplorando il romanzo oggetto7,8,9.
Il vantaggio principale di ORT su altri test di memoria roditore è che si basa sulla propensione naturale dei roditori per esplorare novità8. Di conseguenza, non c’è nessuna necessità di numerose sessioni di formazione o di qualsiasi rinforzo positivo o negativo per motivare il comportamento. Ciò significa che l’ORT è molto meno stressante rispetto altri test10,11,12,13,14,15e richiede significativamente meno tempo per l’esecuzione di altri comunemente utilizzati memoria test, come il labirinto di Morris acqua o labirinto di Barnes, che entrambi possa richiedere fino a una settimana o più. Di conseguenza, le condizioni di ORT maggiormente assomigliano a quelle utilizzate per studiare la cognizione umana, aumentando la validità ecologica della prova sopra molti altri test di memoria del roditore. Allo stesso modo, perché ORT è un compito semplice richiamo visivo, è stato adattato con successo per l’utilizzo in numerose specie, tra cui gli esseri umani e primati non umani, per valutare diversi aspetti inter-specie di memoria dichiarativa 2,16 ,17. Infine, l’ORT può essere facilmente modificata per esaminare le diverse fasi di apprendimento e memoria (cioè, acquisizione, consolidamento o richiamo), per valutare diversi tipi di memoria (ad es., memoria spaziale), o per valutare la conservazione diversi intervalli (cioè, memoria a lungo termine vs a breve termine).
La versatilità di ORT fornisce una piattaforma per applicazioni di ricerca innumerevoli. Gli studi possono fare uso di agenti farmacologici per disturbare o migliorare la memoria. Variando il tempo di somministrazione del farmaco prima o dopo l’allenamento o prima del test può alludere a neurali sottostanti meccanismi che inducono interrotto o enhanced memoria6,18,19, 20. in un modo simile, optogenetica tecnologia può essere usato anche questi stesso vari intervalli di tempo a guardare l’attivazione/inibizione neurale che contribuisce alle diverse fasi di apprendimento e memoria. L’ORT è anche appropriato per valutare le differenze negli animali transgenici, in studi di lesione, o nei modelli neurodegenerative o nell’invecchiamento studi21,22,23,24, 25 , 26 , 27 , 28. il tempo tra allenamento e test, conosciuto come l’intervallo di mantenimento, può essere modificato per valutare una di queste modifiche sul breve e lungo termine memoria26. In definitiva, l’ORT può essere utilizzato come strumento per studiare i cambiamenti farmacologici, genetici e neurologici per apprendimento e memoria, o questi strumenti possono essere utilizzati per studiare la base di apprendimento e memoria in ORT.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’ORT è un metodo flessibile ed efficiente per studiare l’apprendimento e la memoria nei topi. Quando si configura un esperimento, è importante prendere in considerazione una serie di variabili che possono influenzare il risultato. Come discusso nei risultati rappresentativi, lo sforzo del mouse interesserà entrambi intervallo di tempo e ritenzione di esplorazione. Una diminuzione nel tempo di esplorazione può inclinare o maschera si traduce in una discriminazione assoluto analisi2,…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Lavoro citato e precedentemente pubblicato dall’autore è stato sostenuto da una sovvenzione dal National Institute of Mental Health (MH088480). L’autore vorrei ringraziare il suo ex mentore, il Dr. James O’Donnell per il suo sostegno in tale progetto. Questa pubblicazione è sostenuta da una sovvenzione del National Institute of Health (T32 DA007135).
Materials
| Open Field Box | Panlab/Harvard Apparatus | LE800SC | Available in grey, white, or black |
| ANY-maze | Stoelting Co. | 60000 | Behavior tracking system |
| EthoVisionXT 12 | Noldus | Behavior tracking system; requires 3 point tracking | |
| Video Camera | Any | Video camera should be mounted directly overhead of the apparatus | |
| 70% Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 | Prior to starting testing and in between trials, each object should be carefully cleaned. The floor and walls of the apparatus should also be cleaned. |
Referenzen
- Ennaceur, A., Meliani, K. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats III. Spatial vs. non-spatial working memory. Behav. Brain Res. 51 (1), 83-92 (1988).
- Akkerman, S., et al. Object recognition testing: methodological considerations on exploration and discrimination measures. Behav. Brain Res. 232 (2), 335-347 (2012).
- Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure, and its modifications. Cogn. Process. 13 (2), 93-110 (2012).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nat. Protoc. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- van Goethem, N. P., et al. Object recognition testing: Rodent species, strains, housing conditions, and estrous cycle. Behav. Brain Res. 232 (2), 323-334 (2012).
- Lueptow, L. M., Zhang, C. -. G., O’Donnell, J. M. Cyclic GMP-mediated memory enhancement in the object recognition test by inhibitors of phosphodiesterase-2 in mice. Psychopharmacology (Berl). , (2015).
- Ennaceur, A. One-trial object recognition in rats and mice: Methodological and theoretical issues. Behav. Brain Res. 215 (2), 244-254 (2010).
- Berlyne, D. Novelty and curiosity as determinants of exploratory behavior. Br. J. Psychol. 41 (1-2), 68-80 (1950).
- Ennaceur, A., Delacour, J. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats I. Behavioral-data. Behav. Brain Res. 31 (1), 47-59 (1988).
- Aguilar-Valles, A., et al. Analysis of the stress response in rats trained in the water-maze: differential expression of corticotropin-releasing hormone, CRH-R1, glucocorticoid receptors and brain-derived neurotrophic factor in limbic regions. Neuroendocrinology. 82 (5-6), 306-319 (2005).
- Anisman, H., Hayley, S., Kelly, O., Borowski, T., Merali, Z. Psychogenic, neurogenic, and systemic stressor effects on plasma corticosterone and behavior: Mouse strain-dependent outcomes. Behav. Neurosci. 115 (2), 443-454 (2001).
- Kim, J. J., Diamond, D. M. The stressed hippocampus, synaptic plasticity and lost memories. Nat. Rev. Neurosci. 3 (6), 453-462 (2002).
- Willner, P. Validity, reliability and utility of the chronic mild stress model of depression: a 10 year review and evaluation. Psychopharmacology (Berl). 134, 319-329 (1997).
- Leussis, M. P., Bolivar, V. J. Habituation in rodents: A review of behavior, neurobiology, and genetics. Neurosci. Biobehav. Rev. 30 (7), 1045-1064 (2006).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat. Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
- Dere, E., Huston, J. P., De Souza Silva, M. A. The pharmacology, neuroanatomy and neurogenetics of one-trial object recognition in rodents. Neurosci. Biobehav. Rev. 31, 673-704 (2007).
- Winters, B. D., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Object recognition memory: Neurobiological mechanisms of encoding, consolidation and retrieval. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 1055-1070 (2008).
- Rutten, K., et al. Time-dependent involvement of cAMP and cGMP in consolidation of object memory: studies using selective phosphodiesterase type 2, 4 and 5 inhibitors. Eur. J. Pharmacol. 558 (1-3), 107-112 (2007).
- Prickaerts, J., De Vente, J., Honig, W., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. cGMP, but not cAMP, in rat hippocampus is involved in early stages of object memory consolidation. Eur. J. Pharmacol. 436 (1-2), 83-87 (2002).
- Bertaina-Anglade, V., Enjuanes, E., Morillon, D., Drieu la Rochelle, C. The object recognition task in rats and mice: A simple and rapid model in safety pharmacology to detect amnesic properties of a new chemical entity. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (2), 99-105 (2006).
- Li, S., Wang, C., Wang, W., Dong, H., Hou, P., Tang, Y. Chronic mild stress impairs cognition in mice: From brain homeostasis to behavior. Life Sci. 82 (17), 934-942 (2008).
- Frick, K. M., Gresack, J. E. Sex Differences in the Behavioral Response to Spatial and Object Novelty in Adult C57BL/6 Mice. Behav. Neurosci. 117 (6), 1283-1291 (2003).
- Grayson, B., Leger, M., Piercy, C., Adamson, L., Harte, M., Neill, J. C. Assessment of disease-related cognitive impairments using the novel object recognition (NOR) task in rodents. Behav. Brain Res. 285, 176-193 (2015).
- Tuscher, J. J., Fortress, A. M., Kim, J., Frick, K. M. Regulation of object recognition and object placement by ovarian sex steroid hormones. Behav. Brain Res. 285, 140-157 (2015).
- Balderas, I., Moreno-Castilla, P., Bermudez-Rattoni, F. Dopamine D1 receptor activity modulates object recognition memory consolidation in the perirhinal cortex but not in the hippocampus. Hippocampus. 23 (10), 873-878 (2013).
- Akkerman, S., Blokland, A., Prickaerts, J. Mind the gap: delayed manifestation of long-term object memory improvement by phosphodiesterase inhibitors. Neurobiol. Learn. Mem. 109, 139-143 (2014).
- Domek-Łopacińska, K., Strosznajder, J. B. The effect of selective inhibition of cyclic GMP hydrolyzing phosphodiesterases 2 and 5 on learning and memory processes and nitric oxide synthase activity in brain during aging. Brain Res. 1216, 68-77 (2008).
- Reneerkens, O., et al. Inhibition of phoshodiesterase type 2 or type 10 reverses object memory deficits induced by scopolamine or MK-801. Behav. Brain Res. 236 (1), 16-22 (2013).
- Deacon, R. M. J. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nat. Protoc. 1 (2), 936-946 (2006).
- Şık, A., van Nieuwehuyzen, P., Prickaerts, J., Blokland, A. Performance of different mouse strains in an object recognition task. Behav. Brain Res. 147 (1-2), 49-54 (2003).
- Prut, L., Belzung, C., Rabelias, U. F., Psychobiologie, E. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors a review. Eur. J. Pharmacol. 463, 3-33 (2003).
- Akkerman, S., Prickaerts, J., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. Object recognition testing: statistical considerations. Behav. Brain Res. 232 (2), 317-322 (2012).
- Balderas, I., Rodriguez-Ortiz, C. J., Bermudez-Rattoni, F. Retrieval and reconsolidation of object recognition memory are independent processes in the perirhinal cortex. Neurowissenschaften. 253, 398-405 (2013).
- de curtis, M., Pare, D. The rhinal cortices: a wall of inhibition between the neocortex and the hippocampus. Prog. Neurobiol. 74 (2), 101-110 (2004).
- Brown, M. W., Barker, G. R. I., Aggleton, J. P., Warburton, E. C. What pharmacological interventions indicate concerning the role of the perirhinal cortex in recognition memory. Neuropsychologia. 50 (13), 3122-3140 (2012).
- Moore, S. J., Deshpande, K., Stinnett, G. S., Seasholtz, A. F., Murphy, G. G. Conversion of short-term to long-term memory in the novel object recognition paradigm. Neurobiol. Learn. Mem. 105, 174-185 (2013).
- Suzuki, W. A. The anatomy, physiology and functions of the perirhinal cortex. Curr. Opin. Neurobiol. 6, 179-186 (1996).
- Wan, H., Aggleton, J. P., Brown, M. W. Different contributions of the hippocampus and perirhinal cortex to recognition memory. J. Neurosci. 19 (3), 1142-1148 (1999).
- Warburton, E. C., Brown, M. W. Findings from animals concerning when interactions between perirhinal cortex, hippocampus and medial prefrontal cortex are necessary for recognition memory. Neuropsychologia. 48 (8), 2262-2272 (2010).
