بارنز استراتيجيات اختبار المتاهة مع نماذج القوارض الصغيرة والكبيرة

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.