אובייקט הרומן מבחן ההכרה לחקירה של למידה וזיכרון בעכברים
Summary
המבחן זיהוי האובייקט (אורט) הוא assay פשוט ויעיל להערכת בלמידה ובזיכרון בעכברים. המתודולוגיה המתוארת להלן.
Abstract
המבחן זיהוי האובייקט (אורט) הוא assay התנהגותית נפוץ לחקור אספקטים שונים הקשורים בלמידה ובזיכרון בעכברים. אורט הוא פשוט למדי, ניתן להשלים במשך 3 ימים: habituation יום, יום אימונים ויום הבדיקה. במהלך האימון, העכבר מותר לחקור 2 עצמים זהים. ביום הבדיקה, אחד מהאובייקטים הכשרה מוחלף אובייקט הרומן. כי עכברים יש העדפה של מולדת החדשנות, אם העכבר מזהה האובייקט מוכר, זה תוכלו לבלות את רוב זמנה על האובייקט הרומן. בשל העדפה מולדת זו, יש אין צורך חיזוק חיובי או שלילי או זמן הכשרה לוחות זמנים. בנוסף, ניתן לשנות את אורט גם עבור יישומים רבים. מרווח זמן השמירה ניתן מקוצר לבחון את הזיכרון לטווח קצר, או מאורכים כדי לחקור זיכרון לטווח ארוך. להתערבות פרמקולוגית ניתן להשתמש ב במועדים שונים לפני אימון, לאחר הכשרה, או לפני האחזור לחקור שלבים שונים של למידה (קרי, רכישה, איחוד מוקדם או מאוחר או החזרה). בסך הכל, אורט היא בדיקת מתח נמוך יחסית, יעיל עבור זיכרון בעכברים, המתאים עבור זיהוי שינויים שתלמידים בעקבות מניפולציות תרופתי, ביולוגי או גנטית.
Introduction
המבחן זיהוי האובייקט (אורט), הידוע גם בשם אובייקט הרומן זיהוי הבדיקה (), הוא אמצעי יחסית מהיר ויעיל לבדיקת שלבים שונים של למידה וזיכרון בעכברים. זה היה במקור שתואר על ידי Ennaceur ו- Delacour בשנת 1988, המשמשים בעיקר חולדות1; עם זאת, מאז, עברו בהצלחה המותאמים לשימוש בעכברים2,3,4,5,6,7. המבחן מתבסס על כמה כמו שלוש פגישות: מושב אחד habituation אימון אחד, מבחן אחד. אימון פשוט כרוך חקר חזותי של שני עצמים זהים, בזמן הפעלת הבדיקה כרוכה בהחלפת אחד מהאובייקטים בחנו בעבר עם חפץ הרומן. מאחר מכרסמים בהעדפה מולדת לחדשנות, מכרסם שזוכר את האובייקט מוכר אבלה יותר זמן לחקור את האובייקט הרומן7,8,9.
היתרון העיקרי של אורט על בדיקות זיכרון מכרסמים אחרים הוא זה מסתמך על נטייה טבעית של מכרסמים לחקר חידוש8. לכן אין צורך רבים סשנים של הדרכה או כל חיזוק חיובי או שלילי להניע התנהגות. פירוש אורט הוא הרבה פחות מלחיץ, ביחס אחרים בדיקות10,11,12,13,14,15, ולא דורש באופן משמעותי פחות זמן מאשר זיכרון נפוץ אחר בדיקות, כמו מבוך המים מוריס או מבוך בארנס, אשר שניהם יכול לקחת שבוע או יותר. כתוצאה מכך, התנאים של אורט להידמות יותר מאלה המשמשים לומד האדם קוגניציה, גובר תוקף אקולוגי של הבדיקה מבדקים זיכרון מכרסמים רבים אחרים. באופן דומה, כי אורט היא משימה פשוטה זיכרון חזותי, עבר בהצלחה המותאמים לשימוש במינים רבים, כולל בני אדם, קופים, כדי להעריך היבטים בין מינים שונים של זיכרון הצהרתי 2,16 ,17. לבסוף, אורט ניתן בקלות לשנות לבחון שלבים שונים של למידה וזיכרון (קרי, רכישה, איחוד או האחזור), כדי להעריך סוגים שונים של זיכרון (למשל, זיכרון מרחבי), או כדי להעריך שמירה שונה מרווחים (קרי, זיכרון לטווח קצר לעומת לטווח ארוך).
צדדיות של אורט מספק פלטפורמה ליישומים אין ספור מחקרים. הלימודים יכולים לעשות שימוש סוכנים תרופתי כדי לשבש או לשפר את הזיכרון. משתנה הזמן של המנהל הסמים לפני או אחרי אימון, או לפני בדיקות יכול מרמזות על הבסיס העצבי מנגנונים להוביל משובשות או משופרת זיכרון6,18,19, 20. באופן דומה, ניתן optogenetic טכנולוגיה נהג על אלו גם נקודות זמן שונות להסתכל עצבית ההפעלה/עיכוב אשר תורם השלבים השונים של למידה וזיכרון. אורט, היא מתאימה גם להערכת ההבדלים בבעלי חיים מהונדס, במחקרים הנגע, או במודלים ניווניות או הזדקנות מחקרים21,22,23,24, 25 , 26 , 27 , 28. ניתן לשנות את הזמן בין בדיקה, המכונה את מרווח זמן השמירה, והדרכה כדי להעריך שינויים אלה על הזיכרון לטווח קצר, ארוך26. בסופו של דבר, אורט יכול לשמש ככלי ללמוד שינויים תרופתי, גנטי, נוירולוגיות למידה וזיכרון, או כלים אלה ניתן ללמוד את הבסיס של למידה וזיכרון ב אורט.
Protocol
Representative Results
Discussion
אורט היא שיטה יעילה וגמישה עבור הלומדים בלמידה ובזיכרון בעכברים. בעת הגדרת ניסוי, חשוב לקחת בחשבון מספר משתנים אשר יכולים להשפיע על התוצאה. כפי שפורט בתוצאות נציג, המתח של העכבר ישפיע על שני מרווח זמן ושמירה של חקר. ירידה בזמן חקירה עשויים להטות או מסיכת תוצאות אפליה מוחלטת ניתוח2…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה המצוטטים ופורסמו בעבר על-ידי המחבר נתמך על ידי מענק מ נבחרת המכון לבריאות הנפש (MH088480). המחבר רוצה להודות המדריכה שלה לשעבר, ד ר ג’יימס אודונל התמיכה שלו ב- project. פרסום זה נתמך על ידי מענק של המכון הלאומי לבריאות (T32 DA007135).
Materials
| Open Field Box | Panlab/Harvard Apparatus | LE800SC | Available in grey, white, or black |
| ANY-maze | Stoelting Co. | 60000 | Behavior tracking system |
| EthoVisionXT 12 | Noldus | Behavior tracking system; requires 3 point tracking | |
| Video Camera | Any | Video camera should be mounted directly overhead of the apparatus | |
| 70% Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 | Prior to starting testing and in between trials, each object should be carefully cleaned. The floor and walls of the apparatus should also be cleaned. |
References
- Ennaceur, A., Meliani, K. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats III. Spatial vs. non-spatial working memory. Behav. Brain Res. 51 (1), 83-92 (1988).
- Akkerman, S., et al. Object recognition testing: methodological considerations on exploration and discrimination measures. Behav. Brain Res. 232 (2), 335-347 (2012).
- Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure, and its modifications. Cogn. Process. 13 (2), 93-110 (2012).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nat. Protoc. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- van Goethem, N. P., et al. Object recognition testing: Rodent species, strains, housing conditions, and estrous cycle. Behav. Brain Res. 232 (2), 323-334 (2012).
- Lueptow, L. M., Zhang, C. -. G., O’Donnell, J. M. Cyclic GMP-mediated memory enhancement in the object recognition test by inhibitors of phosphodiesterase-2 in mice. Psychopharmacology (Berl). , (2015).
- Ennaceur, A. One-trial object recognition in rats and mice: Methodological and theoretical issues. Behav. Brain Res. 215 (2), 244-254 (2010).
- Berlyne, D. Novelty and curiosity as determinants of exploratory behavior. Br. J. Psychol. 41 (1-2), 68-80 (1950).
- Ennaceur, A., Delacour, J. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats I. Behavioral-data. Behav. Brain Res. 31 (1), 47-59 (1988).
- Aguilar-Valles, A., et al. Analysis of the stress response in rats trained in the water-maze: differential expression of corticotropin-releasing hormone, CRH-R1, glucocorticoid receptors and brain-derived neurotrophic factor in limbic regions. Neuroendocrinology. 82 (5-6), 306-319 (2005).
- Anisman, H., Hayley, S., Kelly, O., Borowski, T., Merali, Z. Psychogenic, neurogenic, and systemic stressor effects on plasma corticosterone and behavior: Mouse strain-dependent outcomes. Behav. Neurosci. 115 (2), 443-454 (2001).
- Kim, J. J., Diamond, D. M. The stressed hippocampus, synaptic plasticity and lost memories. Nat. Rev. Neurosci. 3 (6), 453-462 (2002).
- Willner, P. Validity, reliability and utility of the chronic mild stress model of depression: a 10 year review and evaluation. Psychopharmacology (Berl). 134, 319-329 (1997).
- Leussis, M. P., Bolivar, V. J. Habituation in rodents: A review of behavior, neurobiology, and genetics. Neurosci. Biobehav. Rev. 30 (7), 1045-1064 (2006).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat. Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
- Dere, E., Huston, J. P., De Souza Silva, M. A. The pharmacology, neuroanatomy and neurogenetics of one-trial object recognition in rodents. Neurosci. Biobehav. Rev. 31, 673-704 (2007).
- Winters, B. D., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Object recognition memory: Neurobiological mechanisms of encoding, consolidation and retrieval. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 1055-1070 (2008).
- Rutten, K., et al. Time-dependent involvement of cAMP and cGMP in consolidation of object memory: studies using selective phosphodiesterase type 2, 4 and 5 inhibitors. Eur. J. Pharmacol. 558 (1-3), 107-112 (2007).
- Prickaerts, J., De Vente, J., Honig, W., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. cGMP, but not cAMP, in rat hippocampus is involved in early stages of object memory consolidation. Eur. J. Pharmacol. 436 (1-2), 83-87 (2002).
- Bertaina-Anglade, V., Enjuanes, E., Morillon, D., Drieu la Rochelle, C. The object recognition task in rats and mice: A simple and rapid model in safety pharmacology to detect amnesic properties of a new chemical entity. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (2), 99-105 (2006).
- Li, S., Wang, C., Wang, W., Dong, H., Hou, P., Tang, Y. Chronic mild stress impairs cognition in mice: From brain homeostasis to behavior. Life Sci. 82 (17), 934-942 (2008).
- Frick, K. M., Gresack, J. E. Sex Differences in the Behavioral Response to Spatial and Object Novelty in Adult C57BL/6 Mice. Behav. Neurosci. 117 (6), 1283-1291 (2003).
- Grayson, B., Leger, M., Piercy, C., Adamson, L., Harte, M., Neill, J. C. Assessment of disease-related cognitive impairments using the novel object recognition (NOR) task in rodents. Behav. Brain Res. 285, 176-193 (2015).
- Tuscher, J. J., Fortress, A. M., Kim, J., Frick, K. M. Regulation of object recognition and object placement by ovarian sex steroid hormones. Behav. Brain Res. 285, 140-157 (2015).
- Balderas, I., Moreno-Castilla, P., Bermudez-Rattoni, F. Dopamine D1 receptor activity modulates object recognition memory consolidation in the perirhinal cortex but not in the hippocampus. Hippocampus. 23 (10), 873-878 (2013).
- Akkerman, S., Blokland, A., Prickaerts, J. Mind the gap: delayed manifestation of long-term object memory improvement by phosphodiesterase inhibitors. Neurobiol. Learn. Mem. 109, 139-143 (2014).
- Domek-Łopacińska, K., Strosznajder, J. B. The effect of selective inhibition of cyclic GMP hydrolyzing phosphodiesterases 2 and 5 on learning and memory processes and nitric oxide synthase activity in brain during aging. Brain Res. 1216, 68-77 (2008).
- Reneerkens, O., et al. Inhibition of phoshodiesterase type 2 or type 10 reverses object memory deficits induced by scopolamine or MK-801. Behav. Brain Res. 236 (1), 16-22 (2013).
- Deacon, R. M. J. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nat. Protoc. 1 (2), 936-946 (2006).
- Şık, A., van Nieuwehuyzen, P., Prickaerts, J., Blokland, A. Performance of different mouse strains in an object recognition task. Behav. Brain Res. 147 (1-2), 49-54 (2003).
- Prut, L., Belzung, C., Rabelias, U. F., Psychobiologie, E. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors a review. Eur. J. Pharmacol. 463, 3-33 (2003).
- Akkerman, S., Prickaerts, J., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. Object recognition testing: statistical considerations. Behav. Brain Res. 232 (2), 317-322 (2012).
- Balderas, I., Rodriguez-Ortiz, C. J., Bermudez-Rattoni, F. Retrieval and reconsolidation of object recognition memory are independent processes in the perirhinal cortex. Neuroscience. 253, 398-405 (2013).
- de curtis, M., Pare, D. The rhinal cortices: a wall of inhibition between the neocortex and the hippocampus. Prog. Neurobiol. 74 (2), 101-110 (2004).
- Brown, M. W., Barker, G. R. I., Aggleton, J. P., Warburton, E. C. What pharmacological interventions indicate concerning the role of the perirhinal cortex in recognition memory. Neuropsychologia. 50 (13), 3122-3140 (2012).
- Moore, S. J., Deshpande, K., Stinnett, G. S., Seasholtz, A. F., Murphy, G. G. Conversion of short-term to long-term memory in the novel object recognition paradigm. Neurobiol. Learn. Mem. 105, 174-185 (2013).
- Suzuki, W. A. The anatomy, physiology and functions of the perirhinal cortex. Curr. Opin. Neurobiol. 6, 179-186 (1996).
- Wan, H., Aggleton, J. P., Brown, M. W. Different contributions of the hippocampus and perirhinal cortex to recognition memory. J. Neurosci. 19 (3), 1142-1148 (1999).
- Warburton, E. C., Brown, M. W. Findings from animals concerning when interactions between perirhinal cortex, hippocampus and medial prefrontal cortex are necessary for recognition memory. Neuropsychologia. 48 (8), 2262-2272 (2010).
