This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.
Клинические исследования использовала различные парадигм для оценки когнитивных нарушений, обычно ориентации пространственного обучения и памяти способности. Тем не менее, интерес к когнитивным процессам nonmodel видов, как правило, в экологическом контексте, также стала развивающейся областью исследований. В частности, интерес к познавательных процессов у рептилий растет, хотя экспериментальные исследования рептилии познания скудны. Несколько рептилии исследований, которые экспериментально проверены на пространственное обучение и память использовали грызуна парадигм модифицированные для использования в рептилий. Тем не менее, экологически важные аспекты физиологии и поведения этой таксономической группы должны быть приняты во внимание при проверке на пространственно основанного познания. Здесь мы описываем модификации суша Barnes лабиринт и связанный протокол тестирования, которые могут улучшить производительность при зондировании для пространственного обучения и способности памяти в маленьких чешуйчатый рептилий. Описанная парадигма и процедуры были успешно использованы с мужской стороны-Расплывшиеся ящериц (Ута stansburiana), демонстрирующие , что пространственное обучение и память можно оценить в этой таксономической группы с экологически соответствующим устройством и протоколом.
Многие нейродегенеративные заболевания , такие как настоящее Альцгеймера с прогрессирующим снижением когнитивных способностей, как правило , одновременно с деградацией мозга 1-4. Для проверки влияния черепно-мозговой травмы и ухудшения когнитивных процессов, клинические исследования использовала преимущества модельных видов грызунов и стандартизации испытательной аппаратуры и протокола. В частности, пространственные процессы обучения и памяти были оценены с помощью нескольких стандартных парадигм , таких как водный лабиринт Морриса, Barnes лабиринт, и радиально – консольных лабиринт (для всеобъемлющего обзора этих и других парадигм, см 5,6). Богатая история этих пространственных обучения и памяти парадигм оказались весьма успешными, что позволяет исследователям понять многие из граней и нюансов взаимосвязи между человеческой памяти, функции мозга, и болезни.
В то время как оценка когнитивных процессов была исследована в клинических исследованиях для выходае некоторое время, исследования, направленные на познавательных способностей nonmodel видов является относительно новым. Исследователи, изучающие познание в nonmodel видов, как правило, заинтересованы в экологической и эволюционной значимости когнитивных процессов, в частности, в контексте выживания и размножения. Некоторые исследования рептилий предположили, что продвинутые познавательные способности, в частности, пространственной памяти, могут лежать в основе некоторых форм поведения, в частности касающихся навигации и ориентации. Тем не менее, в то время как многие исследования показали , что рептилии могут переориентировать после смещения 7,8, то когнитивные механизмы , лежащий в основе поведения переориентация еще не дразнили друг от друга. Из – за этого, некоторые исследования попытались экспериментально оценить важность пространственного обучения и памяти во время навигации 9-17. Методология в этих исследованиях преимущественно по образцу грызунах парадигм и протоколы, иногда модифицированные для использования в рептилий, но эти исследованияимели с переменным успехом в оценке пространственной памяти. Некоторые исследования показали , пространственное обучение и память у некоторых видов 11-17 в то время как другие исследования не обнаружили никаких доказательств такого 9,10. Таким образом, роль или существование пространственного обучения и памяти во время навигации у рептилий до сих пор неясно.
Один вопрос, который может быть проблематичным, когда экспериментально оценить пространственное обучение и память у рептилий является экологическая актуальность задачи. Рептилии являются особой таксономической группы весьма отличаются от грызунов, демонстрируя большие изменения в экологии, поведения и физиологии. Различия в поведении через рептильных видов могли бы повлиять на оценку пространственных когнитивных способностей, особенно если парадигма используется не подключиться к естественному поведению. Например, в видов, которые, как правило, ищет убежища в небольших трещинах, пространственные способности могут быть легко оценены с использованием Barnes лабиринту в то время как этот лабиринт не может быть идеальным выбором парадигмыв видов, которые, как правило, остается неподвижным. Точно так же, большинство чешуйчатый рептилии не водная и , таким образом , вода лабиринте Морриса не может быть подходящим выбором для тестирования пространственного обучения и памяти (но см 15); Тем не менее, этот лабиринт может быть идеальным выбором для тестирования пространственных способностей у черепах 16. Наконец, физиология этой группы должны быть учтены, так как рептилии ectothermic и надлежащего поддержания температуры, в частности подложки, необходимо учитывать во время процедуры тестирования.
Протокол и парадигма , представленная здесь были использованы для исследования пространственного обучения и памяти у взрослых ящериц бокового Расплывшиеся (Ута stansburiana) 13, небольшая ящерица , которая обычно убегает от хищников в небольших трещинах в скалах 18. Зная этот аспект естественной истории и поведении видов, мы использовали модификацию традиционного Barnes лабиринт, чтобы испытать для пространственного обучения и памяти. Лабиринтом я Barnesса сухой земли лабиринт и, как правило, используется для тестирования пространственного познания в моделях на грызунах. Мы модифицировали наш лабиринту несколькими способами от грызуна лабиринта, как в конструкции и протоколе (описано ниже). Наш лабиринт состоит из круглой платформы с 10 отверстий на равном расстоянии друг от друга по периметру платформы (рисунок 1). Протокол, описанный здесь, включает в себя предмет участия в учебных испытаниях, чтобы узнать местоположение цели отверстие, а затем, как только субъект узнает местоположение цели отверстие, пробный зонд используется для установления использования пространственной памяти во время навигации к цели.
При экспериментальной проверки для пространственного обучения и памяти, существует несколько важных концептуальных вопросов, которые решаются в некоторых из основных шагов в протоколе. Во-первых, субъекты должны продемонстрировать, что они изучают расположение цели отверстие в тече…
The authors have nothing to disclose.
We thank M. Forney, R. Maged, and K. Hellwinkle for data collection and two anonymous reviewers for comments on a previous version of this manuscript. This research was supported by an NSF award to LDL (IOS-0918268).
Barnes maze | TSE Systems | 302050-BM/M | Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table. |
Heat tape | Big Apple Pet Supply | May also use a small space heater situated on the floor under the maze. | |
Pet keeper for small animals | Petco | 1230204 | Housing enclosure that can be mounted under the maze. |
Nickel plated shelf support pegs | Newegg | 241941 | Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials. |
LifeCam Studio webcam | Microsoft | Q2F-00013 | Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used. |
Tracking software | Code custom written for Matlab and the Image Toolbox |
Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used. |