Açık alanda Kulesi Maze yerleştirmek ve Yanıt Öğrenme
Summary
Açık alan Kule Maze (OFTM) sıçanlarda uzamsal öğrenme (örneğin, yer-ya tepki öğrenme) davranışsal ve nöral mekanizmaları incelemek için oluşturulan bir labirent. Bu labirent araştırmalarında uzaysal öğrenmeyi araştırmak için olmayan bir stresli labirent paradigma kullanmak istediğiniz deneyciler için özellikle yararlıdır.
Abstract
Bu protokol Açık alan Kule Maze (OFTM) paradigma kemirgenlerde mekansal öğrenmeyi incelemek için nasıl kullanıldığını açıklar. Bu labirent fareler başarılı bir açık alan arenada gezinmek için bir yer-veya cevap-öğrenme kullanmayı öğrenmek nasıl incelenmesi için özellikle yararlıdır. OFTM yaygın kemirgenlerde uzamsal öğrenmeyi çalışma için kullanılan diğer davranışsal labirent paradigmaları nasıl farklı Ayrıca, bu protokol açıklamaktadır. Bu makalede açıklanan OFTM önce Cole, Clipperton ve Walt (2007) tarafından açıklanan uyarlanmıştır. Özellikle, OFTM bir karıştırıcı değişken olarak bir rol oynayabilir nasıl "stres" düşünün zorunda kalmadan deneyci kemirgenlerde mekansal öğrenmeyi test etmek için yaratılmıştır. Deneyler, stres, tek başına belirgin bir bilişsel işlev 1 etkiler göstermiştir. Temsilcisi sonuçları bölümünde yer-ve cevaba östradiol tedavisinin etkilerini incelemek için OFTM kullanılan bir deneyden elde edilen verileri içerenyetişkin dişi Sprague Dawley farelerinde 2 -learning. Gelecek çalışmalar OFTM içinde yer-ve-cevap öğrenme hipokampus ve striatum rolünü incelemek için dizayn edilecektir.
Introduction
Açık alan kule labirenti (OFTM) kemirgenlerde mekansal öğrenme davranışsal ve nörobiyolojik mekanizmaları incelemek için kullanılabilir. Önemlisi, OFTM araştırmacılar "yer-merkezli" ve "tepki dayalı" öğrenme tipleri hem çalışma sağlar. Sırasında yerinde öğrenme bir hayvan çevreye (örneğin, gıda ödül yanındaki uzun boylu işaret bulunur) mekansal ipuçlarını kullanarak bir labirent üzerinden gider. Yanıt-öğrenme hayvan mekan hissi onun konumunda olursa olsun, belirli bir dönüş yanıtı yapar sırasında (örneğin, bir gıda ödül bulmak için sola veya sağa dönüş yapmak). Daha önce tepki öğrenme ve yer-öğrenme, iki farklı bellek sistemlerinde 3, 4 ve nöral mekanizmalarını haritalama güveniyor devam eden bilimsel peşinde 2, 5-7 olmuş olduğu bildirilmiştir. OFTM tasarım birinden uyarlanmış daha önce 8 nitelendirdi.
Açıkalan paradigmalar (OFTM bir bileşeni) yaygın kemirgenler 9 anksiyete araştırmak için kullanılır. Açık alanda merkezinde daha fazla zaman harcamak tipik açık alan anksiyete testi fareler çevre yakın daha fazla zaman harcamak sıçanlarda daha düşük stres ve anksiyete düzeylerinin sırasında. OFTM olarak, bir sıçan gıda ödül bulmak için labirentin merkezine girmeniz gerekir. Bu nedenle, OFTM doğru navigasyon bu fareler sigara stres altında olduğuna işaret etmektedir. OFTM eğitim anksiyete standart açık saha testleri aksine sıçan uzun bir süre boyunca labirent önceden maruz sırasında egzersiz öncesi aşamasını gerektirdiğinden sıçanlar eğitim sırasında sigara stresli bir nedeni budur. Buna ek olarak, eğitim daha tipik parlak ışıklı açık bir alanın anksiyete uyaran yönünü azaltıcı loş bir ortamda oluşur
Diğer bazı labirentine göre OFTM başka benzersiz özellik, öğrenme ölçülür nasıl. Kullanarak deneyciMorris Water Maze veya Barnes Labirent tipik bir sıçan hedef konumunu ulaşmak için seyahatler hız ve / veya yol uzunluğunu analiz ederek öğrenme ölçmek. Bu bağımlı tedbirler böyle bir sıçan genel motor aktivitesindeki değişiklikler gibi olmayan öğrenme faktörler tarafından etkilenebilir. Ancak, ilk seçenek doğru yanıt bir sıçan yüzde kullanılarak öğrenme OFTM tedbirleri gıda ödül bulmak için yapar. Bu bağımlı ölçü, motor performansı ve dolayısıyla daha doğru hız ve mesafe ölçümleri daha öğrenme değerlendirmesini değişikliklere karşı savunmasız değildir. Bununla birlikte, deneyci bir sıçan hız ve mesafe Video izleme yazılımı kullanarak OFTM gitti ölçebilirsiniz.
T-labirent gibi diğer labirent türleri, Morris su labirenti ve Barnes labirent yer-ve tepki-öğrenmeyi incelemek için kullanılabilir. Ancak, OFTM birkaç önemli şekillerde benzersizdir. OFTM şansı performanc çünkü İlk olarak, OFTM T-labirent daha duyarlı bir davranış deneyidirT-labirent ise% 25 e,% 50 bir şans bir performansa sahiptir. İkincisi, bir sıçan sadece T-labirent iki yöntemden biriyle açabilirsiniz, ancak OFTM içinde gezinirken rota olanakları sınırlanmayan etti. Üçüncü olarak, (OFTM gibi sınırsız rota olanakları var) Morris Water Maze ve Barnes Labirent görevler aksine, OFTM kullanarak deneyler caydırıcı bir duruma gezinmek için sıçanları gerekmez. Sıçanlar suda yüzme kaçmak için Morris Su Labirent gezinmek motived ve onlar açık, parlak ışıklı bir ortamda önlemek için Barnes Maze gezinmek için motive olurlar. Bu Morris Su Labirent maruz kalmanın ortaya konmuştur veya Barnes Labirent kemirgenlerde 10 stres hormonu (yani, kortikosteron) salınımını uyarır. Onlar bir gıda ödül bulmak için motive ve eğitim loş ortam aydınlatması ile yapılır Ancak, sıçan OFTM gezinin. Böylece, OFTM olmayan bir caydırıcı iştah açıcı bir görevdir. Stresli m kullanmak deneylerden elde edilen sonuçlar"stres", kendisi tarafından, bilişsel işlev 11 etkileyebilir çünkü aze paradigma yorumlamak zor olabilir gibi öğrenme ve bellek mekanizmaları hakkında uyuşturucu, hormon, egzersiz ya da diyet olarak manipülasyon etkilerini incelemek.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sayısız paradigmalar kemirgenlerde öğrenme ve hafıza araştırmak için kullanılabilir ve her deneyci takip etmelidir önemli adımlar vardır. OFTM, bu labirent koşulları (örn içi labirent ve ekstra-labirent ipuçları, loş ışık ve arka plan gürültü seviyesi konumu, eğitim günlük zaman) deney süresince sabit tutulması çok önemlidir. Bu OFTM sürekli performans sağlamak için fare konularda stresi en aza indirmek için de gereklidir. Stres çifti-konut, onları da eğitim öncesinde den…
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
- Luine, V., et al. Repeated stress causes reversible impairments of spatial memory performance. Brain Res. 639 (1), 167-170 (1994).
- Lipatova, O., et al. Effects of continuous vs. cycling estrogen replacement on the acquisition, retention and expression of place- and response-learning in the open-field tower maze. Neurobiol Learn Mem. 114, 81-89 (2014).
- Packard, M. G., McGaugh, J. L. Double dissociation of fornix and caudate nucleus lesions on acquisition of two water maze tasks: further evidence for multiple memory systems. Behav Neurosci. 106 (3), 439-446 (1992).
- Packard, M. G., McGaugh, J. L. Inactivation of hippocampus or caudate nucleus with lidocaine differentially affects expression of place and response learning. Neurobiol Learn Mem. 65 (1), 65-72 (1996).
- Poldrack, R. A., Packard, M. G. Competition among multiple memory systems: converging evidence from animal and human brain studies. Neuropsychologia. 41 (3), 245-251 (2003).
- Quinlan, M. G., Hussain, D., Brake, W. G. Use of cognitive strategies in rats: the role of estradiol and its interaction with dopamine. Horm Behav. 53 (1), 185-191 (2008).
- Korol, D. L. Role of estrogen in balancing contributions from multiple memory systems. Neurobiol Learn Mem. 82, 309-323 (2004).
- Cole, M. R., Clipperton, A., Walt, C. Place versus response learning in rats. Learn Behav. 35 (4), 214-224 (2007).
- Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur J Pharmaco. 463 (1-3), 3-33 (2003).
- 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 (1), 247-251 (2009).
- Bowman, R. E., Beck, K. D., Luine, V. N. Chronic stress effects on memory: sex differences in performance and monoaminergic activity. Horm Behav. 43 (1), 48-59 (2003).
- Lunga, P., Herbert, J. 17Beta-oestradiol modulates glucocorticoid, neural and behavioural adaptations to repeated restraint stress in female rats. J Neuroendocrinol. 16 (9), 776-7785 (2004).
- Newhouse, P. A., et al. Estrogen treatment impairs cognitive performance after psychosocial stress and monoamine depletion in postmenopausal women. Menopause. 17 (4), 860-873 (2010).
- Lipatova, O., Toufexis, D. J. Estrogen enhances the retention of spatial reference memory in the open field tower task, but disrupts the expression of spatial memory following a novel start position. Neurobiol Learn Mem. 99, 50-58 (2012).
- Lipatova, O., et al. Recency-to-primacy shift in cue competition. J Exp Psychol Anim Behav Process. 32 (4), 396-406 (2006).
- De La Casa, L. G., Timberlake, W. Effects of preexposure and retention interval placement on latent inhibition and perceptual learning in a choice-maze discrimination task. Learn Behav. 34 (2), 193-201 (2006).
- Liang, K. C., et al. Buspirone impaired acquisition and retention in avoidance tasks: involvement of the hippocampus. Chin J Physiol. 41 (1), 33-44 (1998).
- Gisquet-Verrier, P., Alexinsky, T. Does contextual change determine long-term forgetting. Animal Learning and Behavior. 14 (4), 349-358 (1986).
- Gisquet-Verrier, P., et al. Exposure to retrieval cues improves retention performance and induces changes in ACTH and corticosterone release. Psychoneuroendocrinology. 29 (4), 529-556 (2004).
- Packard, M. G., Hirsh, R., White, N. M. Differential effects of fornix and caudate nucleus lesions on two radial maze tasks: evidence for multiple memory systems. J Neurosci. 9 (5), 1465-1472 (1989).
- Devan, B. D., McDonald, R. J., White, N. M. Effects of medial and lateral caudate-putamen lesions on place- and cue-guided behaviors in the water maze: relation to thigmotaxis. Behav Brain Res. 100 (1-2), 5-14 (1999).
