Summary

بارنز استراتيجيات اختبار المتاهة مع نماذج القوارض الصغيرة والكبيرة

Published: February 26, 2014
doi:

Summary

ويستخدم على نطاق واسع بارنز متاهة الأراضي الجافة لقياس القدرة الملاحة المكانية في الاستجابة للمحفزات أقل ما يقال مكره. على مدى أيام متتالية، والأداء (مثل الكمون لتحديد موقع قفص الهروب) من الضابطة يحسن، مما يدل على التعلم والذاكرة العادية. الاختلافات بين الفئران والجرذان تستلزم أجهزة ومنهجية التغييرات التي يتم تفصيلها هنا.

Abstract

وغالبا ما تقييم التعلم والذاكرة المكانية من القوارض المخبرية عبر القدرة الملاحية في متاهات، الأكثر شعبية والتي هي المياه والأراضي الجافة (بارنز) متاهات. ويعتقد أن تحسين الأداء خلال الجلسات أو محاكمات لتعكس التعلم والذاكرة لموقع قفص الهروب / منصة. يعتبر اقل وطأة من متاهات المياه، المتاهة بارنز هو تصميم بسيط نسبيا من أعلى منصة دائرية مع عدة ثقوب متباعدة بالتساوي حول حافة المحيط. لكن كل واحد من الثقوب هي كاذبة القاع أو تنتهي أعمى، في حين يقود المرء إلى قفص الهروب. المحفزات مكره أقل ما يقال (مثل أضواء النفقات العامة مشرق) توفير الحافز لتحديد موقع قفص الهروب. الكمون لتحديد موقع قفص الهروب يمكن قياسها خلال الدورة، ولكن تتطلب نقاط النهاية إضافية عادة تسجيل الفيديو. من تلك تسجيلات الفيديو، واستخدام برامج تتبع الآلية يمكن أن تولد مجموعة متنوعة من نقاط النهاية التي هي مماثلة لتلك التي تنتج في متاهات المياه (على سبيل المثال <م /> سافر مسافة والسرعة / السرعة، والوقت الذي يقضيه في الربع الصحيح، قضى وقتا نقل / يستريح، والتأكد من الكمون). نوع من استراتيجية البحث (أي عشوائية، المسلسل، أو المباشرة) يمكن تصنيفها كذلك. يمكن بناء المتاهة واختبار المنهجيات بارنز تختلف عن القوارض الصغيرة مثل الفئران والقوارض والكبيرة، مثل الفئران. على سبيل المثال، في حين العظة خارج المتاهة هي فعالة بالنسبة للفئران، قد تتطلب القوارض البرية أصغر العظة داخل متاهة مع حاجزا البصرية في جميع أنحاء المتاهة. يجب تحديد المثيرات الملائمة التي تحفز على القوارض لتحديد موقع قفص الهروب. كل من بارنز ومتاهات المياه يمكن أن يكون مضيعة للوقت كما هي عادة ما تكون مطلوبة 4-7 المحاكمات اختبار للكشف عن التعلم والذاكرة وتحسين الأداء (مثل الإختفاء أو مسار أقصر أطوال لتحديد موقع منصة الهروب أو القفص) و / أو الاختلافات بين المجموعات التجريبية. وحتى مع ذلك، المتاهة بارنز هو تقييم السلوكية المستخدمة على نطاق واسع قياس قدراتهم الملاحية والمكانيةتعطل إمكاناتهم من خلال الوراثية، التلاعب السلوك العصبي، أو التعرض للمخدرات / سمية.

Introduction

تم تقييم التعلم والذاكرة المكانية في القوارض أول مختبر مع الفئران المحرومة من الطعام الذي أبحر متاهة من الأزقة لتحديد معزز الغذاء 1. بعد عدة عقود من الزمن، واقترح نظام الذاكرة المرجعية المكانية 2. وعلى النقيض من الذاكرة العاملة التي تشير إلى الذاكرة ضمن جلسة اختبار أو محاكمة، ويشير إشارة إلى الذاكرة الذاكرة عبر جلسات الاختبار أو محاكمات وأكثر ارتباطا الذاكرة طويلة الأمد.

وقد تم تطوير عدة أنواع من متاهات عمليات تقييم موسع من هذا التعلم التي تعتمد على الحصين والذاكرة المكانية في القوارض الصغيرة والكبيرة (مثل متاهة مائية، متعددة T-المتاهة، متاهة شعاعي الذراع ومتاهات الأراضي الجافة) 3-6. هنا، ونحن نركز على منصة دائرية أو بارنز المتاهة، وصف لأول مرة في عام 1979 من قبل الدكتورة كارول بارنز 7. وقد استخدمت هذه المتاهة لاختبار التعلم والذاكرة المكانية الملاحية في مجموعة واسعة من نماذج القوارض، بما في ذلك الفئران (رعttus النرويجي) والفئران (المصحف العضلة)، الغزلان الفئران (Peromyscus maniculatus bairdii) والفئران كاليفورنيا (Peromyscus californicus)، والقوارض hystricomorph (على سبيل المثال degus [degus Octodon]) 8-13. الأنواع الأخرى تقييمها باستخدام المتاهة بارنز تشمل الصراصير الأمريكية (Periplaneta أمريكانا) 14، والثعابين الذرة (الألوفة الرقشاء الرقشاء) 15،   الزواحف squamate (مثل السحالي-مبقع الجانب [أوتا stansburiana]) 16، والرئيسيات غير البشرية (مثل الليمور الفأر [Microcebus murinus]) 17. في مختبراتنا، وقد استخدمت بارنز الأداء المتاهة وذلك في مؤشر السمية العصبية بعد التنموي ثنائي الفينول أ (BPA) أو استراديول (EE2) التعرض 9-1113. كما أنها تستخدم عادة لphenotyping سلوك سلالات مختلفة الماوس 18-21، وتقييم آثار الشيخوخة 7،22-28، ومواطنه ذات الصلة بالأمراض الزهايمرicits في النماذج الحيوانية 3،29-33، فضلا عن آثار التمارين الرياضية والغذائية والبيئية والأيض التعديلات 34-42.

والميزة الرئيسية لاستخدام متاهة بارنز هو أنه يدفع أقل من الضغط في الموضوعات المتعلقة متاهات المياه، مثل الماء متاهة موريس 43، على الرغم من أن كل من يمكن أن تحدث زيادات حادة في تركيزات البلازما في الفئران كورتيزون 44. كما متاهة اليابسة، قد يكون متاهة بارنز أكثر ذات الصلة ethologically للقوارض الأرضية 45. على الرغم من ثبت أداء متاهة مائية لتكون أكثر حساسية لتغيرات جينية في الفئران 3،46،47، بارنز أداء متاهة هو أكثر حساسية لبعض التعديلات الأخرى 48،49. في نماذج القوارض حيث استخدام متاهة الماء غير ممكن، يمكن أن توفر المتاهة بارنز تقييم ضبطها غرامة الاحتفاظ الذاكرة المكانية 31. المحفزات مكره أقل ما يقال تستخدم عادة في متاهات بارنز (أضواء ساطعة أي)،ومع ذلك، قد لا توفر حافزا كافيا لمكافحة القوارض لتحديد موقع قفص هروب 45. علاوة على ذلك، يمكن القوارض تعلم أنه لا يوجد عقاب يحدث اذا لم تدخل القفص الهروب. وهكذا، بدلا من البحث بنشاط عن قفص الهروب، وبعض القوارض بنشاط على استكشاف متاهة لفترات طويلة من كل محاكمة. كما استعرضتها كنرد وودروف الباكستانية 24، وهذا الاستكشاف زيادة إطالة زمن لتحديد موقع قفص الهروب، وطول الطريق، وزيادة عدد الأخطاء. وبالتالي، قياس معلمات متعددة، بما في ذلك الكمون، ونسبة الخطأ، والوقت الذي يقضيه في الأرباع الصحيح وغير صحيحة، والسرعة، والوقت تتحرك، والوقت يستريح، واستراتيجية البحث، قد توفر مجتمعة مؤشرا أفضل من المكانية التعلم الملاحية والذاكرة قدرة كل موضوع من 8 -10. بالإضافة إلى ذلك، يمكن قياس الأداء مثل كمون لتحديد أول قفص الهروب (المقياس الأساسي) أو الكمون لدخول القفص الهروب (مقياس المجموع). البعض بعرض الحججإد أن التدابير الأولية للأداء هي انعكاس أكثر دقة من التعلم المكاني من مجموع التدابير 50. معظم الدراسات، بما في ذلك أمثلة وصفها هنا، استخدام الكمون لدخول القفص الهروب لتحديد نسبة الخطأ واستراتيجية البحث. علاوة على ذلك، بعض أنظمة تتبع البرمجيات لديها نظام لكشف الجسم من ثلاث نقاط التي يمكن قياس الترددات من استنشاق الصحيح مقابل ثقوب غير صحيحة. أخيرا، المتاهة يجب تنظيفها مع الايثانول بين التجارب لإزالة العظة حاسة الشم التي يمكن أن توفر العظة أو إثبات تشتيت للحيوانات اللاحقة.

تصاميم متاهة بارنز تختلف ولكن عموما كل لديه 12 أو 20 حفرة الهروب المحتملة، منها واحد فقط يؤدي إلى المنزل أو قفص الهروب. قد تقع القفص الهروب إما مباشرة تحت ثقب الهروب على رأس المتاهة (لمتاهات بلا جدران) أو بنيت في الجدار المحيطة من المتاهة. يمكن العظة تختلف في حجمها من حوالي 16.5 سم ارتفاع أو عرض (ضمن مأذربيجان) إلى خط أفقي 21.6 سم في العرض وضعت من الأرض حتى السقف من جدار غرفة خارج المتاهة. أرقام 1-5 تظهر أمثلة من التصاميم متاهة بارنز للأنواع Peromyscus (الشكل 1) والفئران (الأرقام 2-5). يجب المقابس أو قيعان كاذبة تغطية الثقوب nonescape لمنع الحيوانات من السقوط للخروج من المتاهة. حجم الغرفة الاختبار يمكن أن تختلف (~ 20 م 2) ولكن يجب أن تكون كبيرة بما يكفي لتوفير مجالا واسعا للالمتاهة، التعود على الحيوانات إلى الغرفة، واستيعاب جهاز كمبيوتر مع الفيديو انشاء (في حال استخدامها)، ومكان لالمجرب على الجلوس على مسافة (على الأقل ~ 122 سم) من جهاز متاهة مثل أن وجودهم لا تتداخل مع أداء الحيوان. ينبغي أن تكون متوازنة التنازل عن هروب موقع القفص بين مجموعات العلاج والجنس. في حين أن إجراءات محددة وصفها هنا لا تشمل الدورية المتاهة بين التجارب للحد من استخدام داخل المتاهة العظة رائحة، بعض الدراساتإدراج هذا الإجراء 50. في إجراءاتنا، ومحو المتاهة نظيفة مع الايثانول بين المحاكمات للقضاء على رائحة العظة.

في تحديد مكان القفص الهروب، وقد تم تحديد ثلاثة أنواع من استراتيجيات البحث (وهو ما يسمى في الأصل "أنماط" من قبل بارنز 7): 1) العشوائية، التي تعرف عمليا عمليات البحث المترجمة من الثقوب مفصولة مسارات عبور وسط متاهة، 2) المسلسل، الذي يعرف بأنه البحث المنهجي للثقوب متتالية في اتجاه عقارب الساعة أو بعكس اتجاه عقارب الساعة، و 3) مباشرة أو المكاني، الذي يعرف بأنه تبحر مباشرة إلى رباعي الصحيح دون عبور وسط متاهة أكثر من مرة ومع ثلاثة أو أقل الأخطاء. بشكل عام، مع تكرار التجارب، تقدم القوارض عادة من خلال استراتيجيات البحث في الترتيب المسرود (عشوائي، المسلسل، والمباشرة) 51. محاكمة التحقيق دون قفص الهروب يمكن أيضا أن تستخدم كمقياس مزيد من الذاكرة 50.

البروتوكول وممثلوقد وضعت النتائج هنا لنوعين من القوارض (القوارض الصغيرة يطلق Peromyscus الأنواع غير ذلك) والجرذان. في حين أن هذه الإجراءات العامة قد عقد أيضا بالنسبة للفئران الفطرية و / أو الأباعد (المصحف العضلة)، وينبغي استشارة دراسات أخرى على الاختلافات المنهجية المحتملة لتلك الأنواع الأخير 18-21.

Protocol

1. بارنز المتاهة إجراءات القوارض الصغيرة بدوره على أضواء علوية فوق متاهة ومكان "لا تدخل" علامات على الجزء الخارجي من الباب المختبر. جلب الفئران في أقفاص المنزل المعتادة إلى غرفة الاختب?…

Representative Results

ناضجة جنسيا الفئران الغزلان الذكور تعتمد على تعزيز القدرة الملاحية المكاني لتحديد الشركاء المحتملين تربية، والتي يتم نشرها على نطاق واسع في جميع أنحاء البيئة. سواء قبل الولادة والتعرض لهرمون تستوستيرون الكبار ضرورية في تنظيم وتفعيل هذا السلوك في وقت لاحق الذكور ال…

Discussion

الخطوات الحاسمة في بارنز إجراءات الاختبار متاهة ما يلي: 1) تقديم الحوافز المناسبة مكره أقل ما يقال لتحفيز الحيوان لتحديد موقع قفص الهروب، 2) ضمان تمسك شروط موحدة عبر التجارب على الحيوانات (مثل وقت الاختبار، واختبار الموظفين، ومراقبة الضجيج الخارجي، والمحفزات ال?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

والكتاب يعترف السيد Jašarević الدين، والسيد سكوت وليامز، والسيد روجر جورج ميسن، سارة A. جونسون، والدكتور مايكل ر. روبرتس، والدكتور مارك ر. Ellersieck، والدكتور ديفيد سي جيري في جامعة ولاية ميسوري، والسيد جيم قانون دلبرت وموظفي الرعاية الحيوانية في المركز الوطني للبحوث السمية / ادارة الاغذية والعقاقير. وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح التحدي على منح لCSR (RC1 ES018195)، وهي ميزة غرانت ميزوو ل(CSR ومجموعة دبي كابيتال)، وجامعة ميسوري كلية الطب البيطري جائزة هيئة التدريس (CSR)، وبروتوكول E7318 في المركز الوطني للبحوث السمية / FDA.

Materials

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

References

  1. Tolman, E., Gleitman, H. Studies in spatial learning: place and response learning under different degrees of motivation. J. Exp. Psychol. 39, 653-659 (1949).
  2. Olton, D. S., Papas, B. C. Spatial memory and hippocampal function. Neuropsychologia. 17, 669-682 (1979).
  3. Stewart, S., Cacucci, F., Lever, C. Which memory task for my mouse? A systematic review of spatial memory performance in the Tg2576 Alzheimer’s mouse model. J. Alzheimers Dis. 26, 105-126 (2011).
  4. Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. Assessment of spatial memory in mice. Life Sci. 87, 521-536 (2010).
  5. Brown, W. The effects of intra-maze tetanizing shock upon the learning and behavior of the rat in a multiple-T maze. J. Genet. Psychol. 76, 313-322 (1950).
  6. Morris, R. Development of a water-aze procedure for studying sptial learning in the rat. J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).
  7. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 93, 74-104 (1979).
  8. Jasarevic, E., Williams, S. A., Roberts, R. M., Geary, D. C., Rosenfeld, C. S. Spatial navigation strategies in Peromyscus: a comparative study. Anim. Behav. 84, 1141-1149 (2012).
  9. Jasarevic, E., et al. Disruption of adult expression of sexually selected traits by developmental exposure to bisphenol A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 11715-11720 (2011).
  10. Williams, S. A., et al. Effects of developmental bisphenol A exposure on reproductive-related behaviors in California mice (Peromyscus californicus): A monogamous animal model. PLoS ONE. 8, (2013).
  11. Ferguson, S. A., Law, C. D., Abshire, J. S. Developmental treatment with bisphenol A causes few alterations on measures of postweaning activity and learning. Neurotoxicol. Teratol. 34, 598-606 (2012).
  12. Popovic, N., Madrid, J. A., Rol, M. A., Caballero-Bleda, M., Popovic, M. Barnes maze performance of Octodon degus is gender dependent. Behav. Brain Res. 212, 159-167 (2010).
  13. Jasarevic, E., et al. Sex and dose-dependent effects of developmental exposure to bisphenol A on anxiety and spatial learning in deer mice (Peromyscus maniculatus bairdii) offspring. Horm. Behav. 63, 180-189 (2013).
  14. Brown, S., Strausfeld, N. The effect of age on a visual learning task in the American cockroach. Learn. Mem. 16, 210-223 (2009).
  15. Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata. Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).
  16. Ladage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. Spatial memory: are lizards really deficient. Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).
  17. Languille, S., Aujard, F., Pifferi, F. Effect of dietary fish oil supplementation on the exploratory activity, emotional status and spatial memory of the aged mouse lemur, a non-human primate. Behav. Brain Res. 235, 280-286 (2012).
  18. Patil, S. S., Sunyer, B., Hoger, H., Lubec, G. Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water. Behav. Brain Res. 198, 58-68 (2009).
  19. Koopmans, G., Blokland, A., van Nieuwenhuijzen, P., Prickaerts, J. Assessment of spatial learning abilities of mice in a new circular maze. Physiol. Behav. 79, 683-693 (2003).
  20. Holmes, A., Wrenn, C. C., Harris, A. P., Thayer, K. E., Crawley, J. N. Behavioral profiles of inbred strains on novel olfactory, spatial and emotional tests for reference memory in mice. Genes Brain Behav. 1, 55-69 (2002).
  21. Youn, J., et al. Finding the right motivation: genotype-dependent differences in effective reinforcements for spatial learning. Behav. Brain Res. 226, 397-403 (2012).
  22. Barrett, G. L., Bennie, A., Trieu, J., Ping, S., Tsafoulis, C. The chronology of age-related spatial learning impairment in two rat strains, as tested by the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 533-538 (2009).
  23. Prut, L., et al. Aged APP23 mice show a delay in switching to the use of a strategy in the Barnes maze. Behav. Brain Res. 179, 107-110 (2007).
  24. Kennard, J. A., Woodruff-Pak, D. S. Age sensitivity of behavioral tests and brain substrates of normal aging in mice. Front. Aging Neurosci. 3, 9 (2011).
  25. Stouffer, E. M., Yoder, J. E. Middle-aged (12 month old) male rats show selective latent learning deficit. Neurobiol. Aging. 32, 2311-2324 (2011).
  26. Barreto, G., Huang, T. T., Giffard, R. G. Age-related defects in sensorimotor activity, spatial learning, and memory in C57BL/6 mice. J. Neurosurg. Anesthesiol. 22, 214-219 (2010).
  27. Barnes, C. A., McNaughton, B. L. An age comparison of the rates of acquisition and forgetting of spatial information in relation to long-term enhancement of hippocampal synapses. Behav. Neurosci. 99, 1040-1048 (1985).
  28. Bach, M. E., et al. Age-related defects in spatial memory are correlated with defects in the late phase of hippocampal long-term potentiation in vitro and are attenuated by drugs that enhance the cAMP signaling pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 5280-5285 (1999).
  29. O’Leary, T. P., Brown, R. E. Visuo-spatial learning and memory deficits on the Barnes maze in the 16-month-old APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer’s disease. Behav. Brain Res. 201, 120-127 (2009).
  30. Reiserer, R. S., Harrison, F. E., Syverud, D. C., McDonald, M. P. Impaired spatial learning in the APPSwe + PSEN1DeltaE9 bigenic mouse model of Alzheimer’s disease. Genes Brain Behav. 6, 54-65 (2007).
  31. Yassine, N., et al. Detecting spatial memory deficits beyond blindness in tg2576 Alzheimer mice. Neurobiol. Aging. 34, 716-730 (2013).
  32. Walker, J. M., et al. Spatial learning and memory impairment and increased locomotion in a transgenic amyloid precursor protein mouse model of Alzheimer’s disease. Behav. Brain Res. 222, 169-175 (2011).
  33. Banaceur, S., Banasr, S., Sakly, M., Abdelmelek, H. Whole body exposure to 2.4 GHz WIFI signals: effects on cognitive impairment in adult triple transgenic mouse models of Alzheimer’s disease (3xTg-AD). Behav. Brain Res. 240, 197-201 (2013).
  34. Fedorova, I., Hussein, N., Baumann, M. H., Di Martino, C., Salem, N. An n-3 fatty acid deficiency impairs rat spatial learning in the Barnes maze. Behav. Neurosci. 123, 196-205 (2009).
  35. King, M. R., Anderson, N. J., Guernsey, L. S., Jolivalt, C. G. Glycogen synthase kinase-3 inhibition prevents learning deficits in diabetic mice. J. Neurosci. Res. 91, 506-514 (2013).
  36. Enhamre, E., et al. The expression of growth hormone receptor gene transcript in the prefrontal cortex is affected in male mice with diabetes-induced learning impairments. Neurosci. Lett. 523, 82-86 (2012).
  37. Agrawal, R., Gomez-Pinilla, F. Metabolic syndrome’ in the brain: deficiency in omega-3 fatty acid exacerbates dysfunctions in insulin receptor signalling and cognition. J. Physiol. 590, 2485-2499 (2012).
  38. Li, J., Deng, J., Sheng, W., Zuo, Z. Metformin attenuates Alzheimer’s disease-like neuropathology in obese, leptin-resistant mice. Pharmacol. Biochem. Behav. 101, 564-574 (2012).
  39. Teixeira, A. M., et al. Exercise affects memory acquisition, anxiety-like symptoms and activity of membrane-bound enzyme in brain of rats fed with different dietary fats: impairments of trans fat. Neurosciences. 195, 80-88 (2011).
  40. Steinman, M. Q., Crean, K. K., Trainor, B. C. Photoperiod interacts with food restriction in performance in the Barnes maze in female California mice. Eur. J. Neurosci. 33, 361-370 (2011).
  41. Walton, J. C., et al. Photoperiod-mediated impairment of long-term potention and learning and memory in male white-footed mice. Neurosciences. 175, 127-132 (2011).
  42. Wong-Goodrich, S. J., et al. Voluntary running prevents progressive memory decline and increases adult hippocampal neurogenesis and growth factor expression after whole-brain irradiation. Cancer Res. 70, 9329-9338 (2010).
  43. Holscher, C. Stress impairs performance in spatial water maze learning tasks. Behav. Brain Res. 100, 225-235 (1999).
  44. Harrison, F. E., Hosseini, A. H., McDonald, M. P. Endogenous anxiety and stress responses in water maze and Barnes maze spatial memory tasks. Behav. Brain Res. 198, 247-251 (2009).
  45. Sunyer, B., Patil, S., Hoger, H., Lubec, G. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in mice. Nat. Protoc. , (2007).
  46. Takeuchi, H., et al. P301S mutant human tau transgenic mice manifest early symptoms of human tauopathies with dementia and altered sensorimotor gating. PLoS ONE. 6, (2011).
  47. Mathis, C., Bott, J. B., Candusso, M. P., Simonin, F., Cassel, J. C. Impaired striatum-dependent behavior in GASP-1-knock-out mice. Genes Brain Behav. 10, 299-308 (2011).
  48. Lewejohann, L., et al. Role of a neuronal small non-messenger RNA: behavioural alterations in BC1 RNA-deleted mice. Behav. Brain Res. 154, 273-289 (2004).
  49. Raber, J., et al. Radiation-induced cognitive impairments are associated with changes in indicators of hippocampal neurogenesis. Radiat. Res. 162, 39-47 (2004).
  50. Harrison, F. E., Reiserer, R. S., Tomarken, A. J., McDonald, M. P. Spatial and nonspatial escape strategies in the Barnes maze. Learn. Mem. 13, 809-819 (2006).
  51. Vorhees, C. V. Methods for detecting long-term CNS dysfunction after prenatal exposure to neurotoxins. Drug Chem. Toxicol. 20, 387-399 (1997).
  52. Steel, R. G. . Principles and Procedures of Statistics: A Biometrical Approach 3rd edn. , 400-428 (1996).
  53. Galea, L. A., Kavaliers, M., Ossenkopp, K. P. Sexually dimorphic spatial learning in meadow voles Microtus pennsylvanicus and deer mice Peromyscus maniculatus. J. Exp. Biol. 199, 195-200 (1996).
  54. Gubernick, D. J., Teferi, T. Adaptive significance of male parental care in a monogamous mammal. Proc. Biol. Sci. 267, 147-150 (2000).
  55. Gubernick, D. J., Alberts, J. R. The biparental care system of the California mouse, Peromyscus californicus. J. Comp. Psychol. 101, 169-177 (1987).
  56. Williams, M. T., et al. Long-term effects of neonatal methamphetamine exposure in rats on spatial learning in the Barnes maze and on cliff avoidance, corticosterone release, and neurotoxicity in adulthood. Brain Res. Dev. Brain Res. 147, 163-175 (2003).
  57. Inman-Wood, S. L., Williams, M. T., Morford, L. L., Vorhees, C. V. Effects of prenatal cocaine on Morris and Barnes maze tests of spatial learning and memory in the offspring of C57BL/6J mice. Neurotoxicol. Teratol. 22, 547-557 (2000).
  58. Pompl, P. N., Mullan, M. J., Bjugstad, K., Arendash, G. W. Adaptation of the circular platform spatial memory task for mice: use in detecting cognitive impairment in the APP(SW) transgenic mouse model for Alzheimer’s disease. J. Neurosci. Methods. 87, 87-95 (1999).
  59. O’Leary, T. P., Brown, R. E. The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze. J. Neurosci. Methods. 203, 315-324 (2012).
  60. O’Leary, T. P., Brown, R. E. Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze. Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).
  61. Bredy, T. W., Lee, A. W., Meaney, M. J., Brown, R. E. Effect of neonatal handling and paternal care on offspring cognitive development in the monogamous California mouse (Peromyscus californicus). Horm. Behav. 46, 30-38 (2004).
  62. Foster, D. J., Knierim, J. J. Sequence learning and the role of the hippocampus in rodent navigation. Curr. Opin. Neurobiol. 22, 294-300 (2012).
  63. Lipton, P. A., Eichenbaum, H. Complementary roles of hippocampus and medial entorhinal cortex in episodic memory. Neural. , 258-467 (2008).
  64. Wolbers, T., Hegarty, M. What determines our navigational abilities. Trends Cogn. Sci. 14, 138-146 (2010).

Play Video

Citer Cet Article
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).

View Video