المياه الضحلة (التجديف) المتغيرات الاختبارات المتاهة المائية في الفئران
Summary
الفئران<em> هل</em> السباحة، ولكن يبدو أن العديد من سلالات للعثور على هذا النشاط المجهدة. للتغلب وقد وضعت هذه المشكلة متاهات حيث يتم استخدام الهروب من المياه الضحلة لتحفيز السلوك. وقد أثبتت هذه لدعم التعلم على الأقل جيدة مثل موريس المتاهة المائية التقليدية والمستخدمة على نطاق واسع.
Abstract
عندما وضعت ريتشارد موريس له متاهة مائية في عام 1981 7، وقد تم معظم العمل السلوكية في الفئران. ومع ذلك، أدت زيادة فهم علم الوراثة الماوس إلى ماوس أصبحت ذات أهمية متزايدة. ولكن وجد الباحثون أن بعض سلالات من الفئران الطافرة كانت عرضة للمشاكل مثل العائمة بشكل سلبي أو الغوص عندما تم اختبارها في متاهة موريس المائية 11. وكان هذا مفاجئا بالنظر بيئتها الطبيعية؛ الفئران تسبح بشكل طبيعي (كلاسيكي، "الجرذ الصرف الصحي")، في حين أن الفئران تطورت في المناطق الجافة من آسيا الوسطى.
للتغلب على هذه المشاكل، اعتبر ما إذا كانت المياه الضحلة سيكون حافزا كافيا لتوفير الدافع للهروب الفئران. وهذا من شأنه أيضا تجنب المشاكل من تجفيف مخلوقات صغيرة بمنشفة ومن ثم وضعها في غرفة الإنعاش ساخنة لتجنب انخفاض حرارة الجسم، والتي هي مشكلة اخطر بكثير من الفئران مع، ونسبة كبيرة من المساحة السطحية لحجم الماوس يجعل ذلك فعرضة articularly إلى فقدان الحرارة السريع.
كان هناك اعتبار آخر سواء استراتيجية الهروب أكثر طبيعية يمكن استخدامها، لتسهيل التعلم. منذ الحيوانات التي تسقط في الماء والسباحة بعيدا عن سلامة الشاطئ من غير المرجح أن تمر على جيناتها، تطورت الحيوانات ميل طبيعي إلى السباحة إلى حافة الجسم من الماء. متاهة موريس المائية، ومع ذلك، يتطلب منها أن يسبح إلى منصة خفية نحو مركز المتاهة – العكس تماما لسلوكهم تطورت. ولذلك ينبغي المتاهة التجديف دمج الهروب إلى حافة الجهاز. هذه الميزة، إلى جانب استخدام المياه الضحلة نسبيا غير مكره، ويجسد "صقل" جانب من جوانب "3 روبية" من راسيل وبورتش 8.
وحوكم أنواع مختلفة من تصميم المتاهة، وكان سمة مشتركة أن المياه كانت ضحلة دائما (2 سم العميق) والهروب كان عن طريق أنبوب اختراق جدار شفاف للجهاز. أنابيب أخرى ("الخروج كاذبةS ") وضعت أيضا في جميع أنحاء الجدران ولكن تم حظر هذه قبالة. من داخل المتاهة جميع المخارج كاذبة، وخروج واحد صحيح بدت نفسه. حاليا على dodecagonal المتاهة (12 من جانب و) قيد الاستخدام في جامعة أكسفورد، مع 12 مخارج صواب / خطأ تعيين في الزوايا. وفي تطور آخر تم اختبار التجديف شفافة Y-المتاهة بنجاح.
Introduction
في متاهات موريس وبارنز
منذ بدايات علم النفس التجريبي، وقد اعتمدت دراسات من التعلم الحيوانية بشكل كبير على متاهات، شيدت عموما من الخشب أو المعدن مبهمة. حتما، نظرا لقدرات غير عادية حاسة الشم من القوارض، تعرضت للخطر العديد من الدراسات استخدامها إلى حد ما، وعندما فكر المجرب أنه / أنها نجحت في التدريس من حيوان التمييز البصري أو موقف، كانت الفئران أو الماوس في الواقع كانت أساسا باستخدام حاسة الشم من أجل حل المشكلة. ويتلخص هذا من الجدل حول ما إذا كان الجرذان مع آفات الحصين يمكن أن تؤدي المهام المكانية الذاكرة المرجعية، وناقش بالتفصيل في عام 2002 4. أساسا، ديفيد أولتون والزملاء، وبصرف النظر عن العمل في وقت مبكر مع المتاهة شعاعي، لا يبدو أن لديها دائما تناوب منتظم متاهات بهم. هذا أدى إلى حيوانات lesioned الحصين حل هذه المهمة، ويفترض من قبل العظة التي جعلت رائحة همنظمة العمل ضد الجوع ذراع مميزة. في جامعة اكسفورد، لوحظ وجود (بشكل طبيعي) الفأر الأعمى مرة واحدة على متاهة شعاعي ستة الذراع. أنه ترك الذراع بدايتها وتحولت الحق. بعد ذلك عبرت مركز واختار الذراع المعاكس. بعد ذلك كان سقط في استراتيجية النمطية للتحول دائما على حق، ولكن عندما واجه إعادة قاعدة للذراع الأول أنها دخلت، استغرق الأمر لحظة شم في ذلك (~ 0.2 ثانية) ثم رفضه وانتقل إلى الذراع المقبل. إذا يمكن أن نتذكر المعلومات الشمية في زيارة واحدة، فمن الواضح أن الاختبار أكثر التجارب المتكررة على متاهة ثابتة مع نفس الذراع اصطاد دائما من شأنه أن يؤدي إلى الجمعيات حاسة الشم القوية مع مكافأة، والتعلم يمكن أن يحدث بسهولة حتى لو الآفة منع أي محض التعلم المكاني.
وكانت مشاكل مثل هذه الحوافز لموريس لتطوير له متاهة مائية 7، وسوف لا توفر المياه المستمر العظة حاسة الشم المترجمة.
تجمع التجديف هي في جوهرها مزيج بين التقليديينمتاهة مائية tional التي صممها موريس (7) والجافة بارنز 1 المتاهة. في متاهة موريس المائية، وتسبح الحيوانات في المياه العميقة، والهروب من الذي هو في المياه الضحلة تغطي منصة المغمورة قليلا يقع نحو مركز المتاهة. في متاهات بارنز، يتم وضع الحيوان على (الجاف) منصة دائرية مع فتحات خروج حول محيط، واحدة منها فقط يوفر الهروب إلى مربع وضعت تحتها.
ذكرت واستخدام التجديف كمهرب نشأ الدافع من المشاكل عندما فشل أعداد غير متناسبة من بعض سلالات من الفئران المعدلة وراثيا على السباحة بشكل صحيح في متاهة موريس. لأنها إما سقط ارضا أو طرحت بشكل سلبي 11. لأن هذا قد يمثل استجابة المرتبطة بالتوتر، وكان مسبب أن تقليل الماء إلى عمق التجديف قد يكفي للتغلب على هذه المشكلة، التي كانت في الواقع فعلت. كما تقرر السماح للهروب إلى أنبوب جاف المنصوص عليها في جانب الجهاز، بدلا من المياه الضحلة تغطي منصة. هذاسيكون أكثر "طبيعية" استجابة الهروب، وزيادة المكون المكاني للاختبار، لأن الكثير من التعلم الأولي في متاهة موريس هو الإجرائية؛ يجب على الحيوانات أولا التغلب على ميلهم الفطري للسباحة على طول الجدران من المتاهة قبل يمكن أن يبدأ التعلم المكاني.
المتاهة بارنز أيضا يمكن أن تعاني من الحيوانات لا يتم بدافع بما فيه الكفاية للهروب من منصة دائرية 10،11.
Protocol
Representative Results
Discussion
في الختام، يبدو التجديف حافز فعال عموما بالنسبة للفئران، والابتعاد عن الإجهاد المرتبطة السباحة في المياه العميقة. وخلافا للطول المسار وتدابير وقت الفرار في متاهة موريس المائية، ظلت نسبة الخطأ في بركة التجديف للفئران lesioned الحصين ثابتة طوال فترة التدريب 5، لذلك هذا يمثل مقياسا نقية من الذاكرة المكانية، بدلا من الهروب مرة أو مسار طول، وكلاهما انخفاضا حيث أن الفئران التعرف على العناصر غير المكانية المهمة. يوفر التدبير الأخطاء أيضا حجم أكبر من الفرق بين ضعاف الفئران والضوابط (مثل الحصين lesioned).
في المنشور الأصلي، وأجريت الاختبارات التحقيق للتحقق مما إذا كانت حقا الفئران باستخدام الاشارات المكانية 5. دقق في 1، وكان المتاهة استدارة 120 درجة ولكن لا يزال الموقع الجغرافي للأنبوب الهروب هي نفسها كما في التدريب. وظل الأداء دون تغيير تقريبا. دقق في 2، على غرار اختبار انقراض القياسية في متاهة موريس، تم حجب أنبوب الخروج. كان الوقت الذي يقضيه في الربع التدريب من المتاهة، حيث يقع أنبوب خروج سابقا، و 50٪ بالنسبة للفئران السيطرة، و 25٪ بالنسبة للفئران مع آفات الحصين. في اختبار التحقيق الثالث الذي تم تغيير موقف أنبوب الخروج، والضوابط قضى المزيد من الوقت مرة أخرى في الربع التدريب الأصلي. وأكدت هذه الاختبارات التحقيق أن الفئران لا تستخدم العظة intramaze لكن لم تسترشد العظة المكانية في المختبر الخارجية إلى المتاهة. هذا النقص في تأثير العظة intramaze يضع بركة التجديف في ميزة على المتاهة بارنز.
على الرغم من أننا لم يحاكم الفئران في متاهات التجديف، وهذا قد يكون من الممكن، على الرغم من أنها قد تكون ميزة لجعل المياه أكثر برودة من 20-25 ° C تستخدم عادة في متاهة موريس. ومع ذلك، منذ لن تكون مغمورة أجسادهم في المياه هذا لا ينبغي أن يكون لها آثار ضارة الرفاه.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويلكوم ترست لتوفير التمويل فتح الوصول إلى جامعة أكسفورد. روبرت الشماس هو عضو في مجموعة OXION أكسفورد، الذي تموله ويلكوم ترست منحة WT084655MA.
References
- Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 93, 74-104 (1979).
- Blizard, D. A., Cousino Klein, L., Cohen, R., McClearn, G. E. A Novel Mouse-Friendly Cognitive Task Suitable for Use in Aging Studies. Behav. Genetics. 33, 181-189 (2003).
- Deacon, R. M. J., Cholerton, L. L., Talbot, K., Nair-Roberts, R. G., Sanderson, D. J., Romberg, C., Koros, E., Bornemann, K. D., Rawlins, J. N. P. Age-dependent and -independent behavioral deficits in Tg2576 mice. Behav. Brain Res. 189, 126-138 (2008).
- Deacon, R. M. J., Bannerman, D. M., Kirby, B. P., Croucher, A., Rawlins, J. N. P. Effects of cytotoxic hippocampal lesions in mice on a cognitive test battery. Behav. Brain Res. 133, 57-68 (2002).
- Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P. Learning impairments of hippocampal lesioned mice in a paddling pool. Behav. Neurosci. 116, 472-478 (2002).
- Dellu, F., Mayo, W., Cherkoaoui, J., Le Moal, M., Simon, H. A two-trial memory task with automated recording: study in young and aged rats. Brain Res. 558, 132-139 (1992).
- Morris, R. G. M. Spatial localization does not require the presences of local cues. Learn. Motiv. 12, 239-260 (1981).
- Russell, W. M. S., Burch, R. L. . The principles of humane experimental technique. , (1959).
- Sanderson, D. J., Gray, A., Simon, A., Taylor, A. M., Deacon, R. M. J., Seeburg, P. H., Sprengel, R., Good, M. A., Rawlins, J. N. P., Bannerman, D. M. Deletion of glutamate receptor-A (GluR-A) AMPA receptor subunits impairs one-trial spatial memory. Behav. Neurosci. 121, 559-569 (2007).
- Sunyer, B., et al. Barnes maze, a useful task to assess spatial reference memory in the mice. Protocol Exchange. , (2007).
- Wahlsten, D., Rustay, N. R., Metten, P., Crabbe, K. C. In search of a better mouse test. TINS. 26, 132-136 (2003).
