Summary

Coloque y Aprendizaje de respuesta en el Abierto de campo Torre Maze

Published: October 28, 2015
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Summary

El Open de campo Torre Maze (OFTM) es un laberinto creado para estudiar los mecanismos de comportamiento y neurales de aprendizaje espacial (por ejemplo, colocación o la respuesta-learning) en ratas. Este laberinto es especialmente útil para los experimentadores que quieran utilizar un paradigma laberinto no estresante para investigar el aprendizaje espacial en sus investigaciones.

Abstract

Este protocolo se describe cómo se utiliza el Abierto de campo Torre Maze (OFTM) paradigma para estudiar el aprendizaje espacial en roedores. Este laberinto es especialmente útil para examinar cómo las ratas aprenden a utilizar una colocación o la respuesta-learning para navegar con éxito en una arena en campo abierto. Además, este protocolo se describe cómo la OFTM difiere de otros paradigmas de laberinto de comportamiento que se utilizan comúnmente para estudiar el aprendizaje espacial en roedores. El OFTM descrito en este artículo es una adaptación de la descrita previamente por Cole, Clipperton, y Walt (2007). En concreto, el OFTM fue creado para poner a prueba el aprendizaje espacial en roedores sin el experimentador tener que considerar cómo "estrés" puede jugar un papel como una variable de confusión. Los experimentos han demostrado que el estrés-alone puede afectar significativamente la función cognitiva 1. La sección de resultados representativos contiene datos de un experimento que utilizó la OFTM para examinar los efectos del tratamiento estradiol sobre colocación y la respuesta-learning en mujeres adultas Sprague Dawley 2. Futuros estudios serán diseñados para examinar el papel del hipocampo y el cuerpo estriado de colocación y la respuesta-learning en el OFTM.

Introduction

La torre de campo abierto laberinto (OFTM) se puede utilizar para examinar los mecanismos conductuales y neurobiológicos de aprendizaje espacial en roedores. Es importante destacar que la OFTM permite a los investigadores estudiar ambos tipos de aprendizaje "basado en la respuesta" "lugar de base" y. Durante lugar de aprendizaje un animal navega a través de un laberinto usando las claves espaciales en el entorno (por ejemplo, un premio de comida se encuentra junto a un faro de altura). Durante la respuesta-aprendizaje del animal hace una respuesta específica a su vez, independientemente de su posición en relación con un entorno espacial (por ejemplo, hacer un giro a la izquierda oa la derecha para encontrar un premio de comida). Se ha informado anteriormente de que la respuesta-learning y el lugar-aprendizaje se basan en dos sistemas diferentes de memoria 3, 4 y mapeo de sus mecanismos neurales ha sido una búsqueda científica en curso 2, 5-7. El diseño de la OFTM fue adaptado de la anteriormente descrita 8.

Abiertoparadigmas de campo (un componente de la OFTM) se utilizan comúnmente para investigar la ansiedad en roedores 9. Durante los típicos abiertos ansiedad campo de ratas de prueba que pasan más tiempo en el centro de un campo abierto tienen niveles de estrés y ansiedad más bajos que las ratas que pasan más tiempo cerca del perímetro. En el OFTM, una rata debe entrar en el centro del laberinto para encontrar la recompensa de comida. Por lo tanto, la navegación correcta en el OFTM indica que estas ratas no son estresado. Una razón por la que las ratas se no estresado durante el entrenamiento es porque a diferencia de las pruebas de campo estándar de apertura de la formación de la ansiedad OFTM requiere fase de pre-formación durante el cual la rata se pre-expuesto a el laberinto durante un largo período de tiempo. Además, la formación se produce en un entorno con poca luz reduciendo aún más el aspecto de la ansiedad que induce un campo abierto que es típicamente brillantemente iluminado

Otra característica única de la OFTM, en comparación con algunos otros laberintos, es cómo se mide el aprendizaje. Los experimentadores utilizando elLaberinto acuático de Morris o Barnes Maze típicamente medir el aprendizaje mediante el análisis de la longitud de velocidad y / o la ruta de una rata viaja a alcanzar su ubicación de destino. Estas medidas dependientes pueden verse afectados por factores no-aprendizaje, tales como cambios en la actividad motora general de una rata. Sin embargo, las medidas OFTM aprendizaje mediante el porcentaje de la respuesta correcta de primera elección una rata hace para encontrar la recompensa de comida. Esta medida dependiente no es vulnerable a los cambios en el rendimiento del motor y por lo tanto, más exactamente evalúa el aprendizaje de que las mediciones de velocidad y distancia. Sin embargo, el investigador también puede medir la velocidad y la distancia a una rata viajaron en el OFTM utilizando software de seguimiento de vídeo.

Otros tipos de laberinto, como el T-laberinto, laberinto acuático de Morris y Barnes Maze se pueden utilizar para estudiar colocación y la respuesta-aprendizaje. Sin embargo, el OFTM es único en algunas maneras notables. En primer lugar, la OFTM es un ensayo de comportamiento más sensible que el laberinto en T debido a que el OFTM tiene una oportunidad performance de 25%, mientras que el laberinto en T tiene un rendimiento probabilidad de 50%. En segundo lugar, una rata sólo se puede convertir en una de dos maneras en la T-laberinto, pero ha sin restricciones posibilidades de ruta cuando se navega en el OFTM. En tercer lugar, a diferencia de las tareas Morris laberinto de agua y Barnes Maze (que tienen posibilidades de rutas sin restricciones como el OFTM), experimentos utilizando el OFTM no requieren ratas para navegar a través de una situación aversiva. Las ratas son motivó para navegar en el laberinto acuático de Morris para escapar de la natación en agua y están motivados para navegar por el laberinto de Barnes para evitar estar en un entorno abierto, brillantemente iluminada. Se ha demostrado que la exposición al laberinto acuático de Morris o Barnes Maze induce la liberación de hormona del estrés (es decir, corticosterona) en roedores 10. Sin embargo, las ratas a navegar en el OFTM porque están motivados para encontrar una recompensa de alimentos y la formación se lleva a cabo con luz ambiental tenue. Así, el OFTM es una tarea apetitiva no aversivo. Los resultados de experimentos que utilizan un m estresanteaze paradigma para examinar los efectos de las manipulaciones tales como las drogas, la hormona, el ejercicio o la dieta en los mecanismos de aprendizaje y memoria pueden ser difíciles de interpretar debido a que "el estrés", por sí mismo, puede influir en la función cognitiva 11.

Protocol

Este protocolo ha sido aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de Christopher Newport University. 1. construcción del aparato OFTM Construir el muro de la frontera (40 cm de alto y 183 cm de diámetro) de tres piezas de laminado blanco. Construir el piso laberinto circular (183 cm de diámetro) de negro laminado y péguelo en una mesa de plástico. Asegure el muro de la frontera hasta el borde de la mesa con tornillos y pegamento. Decorar la superficie interior de…

Representative Results

Los resultados representativos descritos aquí han sido publicados previamente en la Neurobiología del Aprendizaje y la Memoria, Elsevier 2. En este experimento, la OFTM se utilizó para probar los efectos de los tratamientos de estradiol crónicas y ciclismo en colocación y la respuesta-aprendizaje en ratas Sprague-Dawley (250-300 g; N = 48). Había dos razones importantes por las que se utilizó el OFTM para llevar a cabo este experimento. En primer lugar, el estradiol se ha demostrado que induce efectos …

Discussion

Numerosos paradigmas pueden ser utilizados para investigar aprendizaje y la memoria en roedores, y cada uno tiene pasos importantes que los experimentadores deben seguir. En el OFTM, es importante que las condiciones de laberinto (por ejemplo, la posición del laberinto, intra y señales extra-laberinto, luz tenue y el nivel de ruido de fondo, tiempo diario de entrenamiento) se mantienen constantes a lo largo de la duración del experimento. También es necesario para minimizar el estrés en los sujetos de rata…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors would like to thank Christopher Newport University for funding the preparation of this manuscript and The University of Vermont for funding the experiments described in the representative results section.

Materials

OFTM construction supplies
Safety Glasses, Clear, Uncoated Grainger 4EY97 Used for general eye protection during maze construction
Masking Tape, Beige, 18mm x 55m Grainger 15F739 General supply
Wiss All-purpose Scissor Home Depot  37103278647 General supply
Lancaster  6 foot Round Folding table – Heavy Duty white granite plastic – 29"  www.webstaurantstore.com 384YCZ72RND Used as base of the maze
Laminate Countertop sheet in White Matte Finish (48 x 96 x 0.039) Home Depot  1573603504896 Used as walls for the maze
Laminate Countertop sheet in Black Matte Finish (48 x 96 x 0.039) Home Depot  1595603504896 Used as floor of the maze
Adhesive, Spray, 24oz, 17.6oz Net. 3M Grainger 3MA16 Used to adhere the laminate floor to the table top and pieces of laminate to each other
16.6 oz #90 hi-strength S Lowe's 193252 Used to adhere the laminate floor to the table top
Superflex RTV, Silicone Adhesive Sealant, Loctile VWR 300040-068 Used to seal around the baze (between the floor and walls of the maze)
Industrial Sealant; 10.1oz Grainger 4UH06 Used to seal around the baze (between the floor and walls of the maze)
Painter's Masking Tape; Shurtape; 2in x 60yd Grainger 6FET7 Used to mark out visual patterns on maze walls
Mini/Trim paint tray ACE Hardware 1365105 Used to hold paint 
Foam mini roller 4" 6pk ACE Hardware 1494871 Used for painting patterns 
Val Sample Set Nbase paint ACE Hardware 1505031 Used as paint for pattern on the walls of the maze
HP Paint Black Walmart 72450405005 Used to paint pattern on the walls of the maze
Brush Walmart 81773801110 Used to paint pattern on the walls of the maze
Duct Tape, 2in X 60yd, 10.5mil. Black Grainger 15F767 Used to wrap the exterior of the maze
4X4 8ft PT pine Vinyl-CTD Post W/Cap Home Depot  40933070541 Used to build towers for the maze
20 gram Pro Super Glue Lowe's 125870 Used to glue tower tops, towers to the floor of the maze and food cups to the tower tops
Bead Containers 9 – 1/2 Michaels 652695766978 Used as food cups on top of towers
Spray Paint, Black, 12oz Grainger 6KP22 Used to paint food cups & covers
Room prepration
Conair SU1W Sound Machine; 10 Sounds Home Depot  204493600 Used for background noise
Lamp Walmart 5027698392 Used for dim lighting of maze room
ES 14W DayLight Spiral Bulb 4pk Home Depot  762148208433 Used for dim lighting of maze room
Shower Curtain Walmart 3429910901 Used for separation between the maze and the experimenter
Curtain Rod Bed Bath & Beyond 76598645104 Used for separation between the maze and the experimenter
Froot Loops Cereal Walmart 3800039122 Used as reward
Recording equipment
Media Recorder 3: 4 video Noldus NMR4-0200 Used to record training trials
Monochrome GigE Camera Noldus XCFW-BG62 Used to record training trials
Precision M4800 Laptop Dell N/A Used to run video software

References

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Citer Cet Article
Lipatova, O., Campolattaro, M. M., Toufexis, D. J., Mabry, E. A. Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze. J. Vis. Exp. (104), e53227, doi:10.3791/53227 (2015).

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