الضغط المنخفض الطريق التعلم عن طريق المتاهة الثالث لاشلي في الفئران

Summary

المتاهة الثالث اشلي مهمة مسار التعلم التي لا تعتمد على المحفزات مكره أو الإشارات البصرية. وهو بالتالي خيارا جذابا للغاية لتقييم التعلم والذاكرة ، وخصوصا في الفئران الشيخوخة أو غير ذلك ، حيث التوتر هو النظر.

Abstract

اختبارات سلوك كثير مصممة لتقييم التعلم والذاكرة في القوارض والفئران خاصة ، تعتمد على الاشارات البصرية ، والحرمان من الطعام و / أو الماء ، أو المحفزات الأخرى مكره لتحفيز اكتساب المهمة. كما سن الحيوانات ، وطرائق حسية التدهور. على سبيل المثال ، العديد من سلالات من الفئران تطوير السمع العجز أو إعتام عدسة العين. تغييرات في النظم الحسية اللازمة لتوجيه الفئران خلال اقتناء المهمة الحالية يفند في تفسير التغيرات المحتملة في تعلم الحيوانات الشيخوخة. وعلاوة على ذلك ، فإن استخدام المحفزات مكره لتحفيز الحيوانات لمعرفة المهام هو الخلط المحتمل عند مقارنة مع الفئران الحساسيات التفاضلية للإجهاد. للتقليل من آثار هذه الأنواع من الخلط ، وقمنا بتنفيذ نسخة معدلة من المتاهة الثالث لاشلي. هذه المتاهة يعتمد على مسار التعلم ، حيث الفئران تعلم الملاحة في متاهة من خلال التعرض المتكرر تحت ظروف الضغط المنخفض ، المرحلة المظلمة على سبيل المثال ، لم الحرمان من الغذاء / المياه ، وحتى التنقل في المسار من موقع البدء في قفص المنزل مع الزائفة 0 أو 1 خطأ (صور) في تجربتين متتاليتين. نصنف هذا السلوك بمثابة اختبار الضغط المنخفض لأنها لا تعتمد على المحفزات لتشجيع التنقيب عن مكره من المتاهة ، والتعلم من هذه المهمة. الجهاز يتكون من وحدات بدء مربع ، وهي هيئة متاهة 4 - الذراع ، ومربع الهدف. في نهاية مربع الهدف هو قفص الزائفة المنزل الذي يحتوي على الفراش مماثلة لتلك التي وجدت في منزل قفص الحيوان وخاصة لكل حيوان لمدة اختبار المتاهة. وقد تجلى ذلك في وقت سابق ان هذا القفص الزائفة المنزل يوفر مكافأة كافية لتحفيز الفئران لمعرفة للتنقل في متاهة

Protocol

1. إعداد :

1. هي التي شيدت في متاهة الثالث من اشلي زجاجي ويظهر في الشكل 1. بدء مربع ، والأسلحة المتاهة ، والهدف من وحدات الصندوق للسماح لتنظيف وmodifiability من المتاهة. هي التي شيدت جدران المربع بدء ، والأسلحة المتاهة ، والهدف من مربع زجاجي أسود للقضاء على الإشارات البصرية من داخل وخارج المتاهة. الأسلحة هي 45 سم متاهة طويلة ، 7 سنتيمترا ، وعرضه 5 سم. الأبواب المؤدية إلى الأسلحة متتالية من المتاهة هي 4 سم × 4 سم و 11 سم وتقع من الجدران الخارجية للالمتاهة. مربع الهدف هو 19،5 سم × 7 سم × 5 سم. بدء مربع هو 8 سم x 9،5 سم x 7 سم. توضع قطعة منفصلة واضحة زجاجي على أعلى من مربع البداية ، المتاهة ، ومربع الهدف للسماح التصور لكل الماوس أنها تقدم من خلال المتاهة وفي الوقت نفسه منع الفئران من الهرب. المتاهة يرتكز على قاعدة مصنوعة من زجاجي الحمراء التي هي كبيرة بما يكفي لعقد ثلاث قطع من المتاهة ، بالإضافة إلى قفص شبه البيت الذي هو بنفس حجم قفص الحيوان المنزل القياسية.
2. لإعداد الزائفة منزل أقفاص قبل المحاكمة المتاهة الأولى ، المواد الطازجة الفراش من النوع نفسه الذي استعمل في أقفاص الحيوانات المنزلية "يتم إضافتها إلى قيعان الأقفاص الفردية وجود مداخل (2 سم × 2 سم) يقتطع من الجانبين. سلك مكان قمم قيعان على هذه الأقفاص وعدد منهم بشكل فردي ، واحدة لكل حيوان في الفوج الاختبار. ستكون هذه بمثابة أقفاص أقفاص شبه المنزل الفردية لكل حيوان لمدة زمنية الاختبار. لأننا التحقيق في أدوار من الإجهاد و / أو القلق السلوكيات ذات الصلة في مجال التعلم والذاكرة ، ونحن نستخدم الزائفة أقفاص المنزل لتجنب حدة سكنية الفئران في اقفاص وطنهم. ومع ذلك ، إذا كانت هذه العوامل ليست الشاغل الرئيسي ، يمكن إيواء الحيوانات في أقفاص منفردة المنزل مع تعديل المداخل والأقفاص هذه يمكن أن تكون بمثابة المنزل للملاحة أقفاص متاهة ناجحة.

2. الاختبار :

1. كل يوم ، يتم نقل الحيوانات لاختبار سلوك غرفة واحدة على الأقل ساعة قبل إجراء الاختبار للسماح لهم للتأقلم مع البيئة الاختبار.
2. تتم إزالة ثلاثين دقيقة قبل بدء اختبار المواد الغذائية ، والوقت والماء من أقفاص المنزل. الحفاظ على الطعام والماء في سلوك قاعة الاختبار ولكن بعيدا عن متناول الفئران. عادة ما تتم إزالة المواد الغذائية والمياه و 30 دقيقة بعد التغيير من مرحلة إلى مرحلة ضوء الظلام ، وبعد الرضاعة ذروة حدث. هذا يضمن أن الحيوانات هي في معظمها الغذاء والماء الاشباع قبل الاختبار ، ولكن التجارب خلال هذه الفترة يوفر القوة الدافعة صغيرة إضافية للتنقل في متاهة الرغم من وجود أي طعام أو مكافأة المياه المكشوفة عند اكتمال المهمة.
3. يختبر مسبقا بعد 30 دقيقة انقضت فترة ونظيفة المتاهة مع الايثانول 70 ٪. ترك الباب المؤدي من مربع بدء في متاهة الأسلحة مغلقة. يتم ترك الأبواب عند كلا الطرفين من مربع الهدف مفتوحة.
4. مكان القفص الزائفة المنزل المقابل لأول حيوان في نهاية مربع الهدف.
5. حمل الماوس أول من المتاهة ، الحجامة في يدك. تضع الماوس في المربع بدء واستبدال الغطاء.
6. عندما تكون في وضع يمكنها من مراقبة متاهة من دون عرقلة ، وفتح الباب والبدء في المربع بدء فورا عن ثلاث ساعات الوقف.
7. عندما تكون جميع الكفوف أربعة من الماوس غادروا خانة البداية ، يغلق الباب مربع البدء والتوقف الموقت الأول.
8. سجل باليد مسار الماوس يسافر لأنه يتنقل في المتاهة. ماوس يدخل منطقة جديدة أو ذراع من المتاهة الكفوف عند كل أربعة منهم دخلوا هذا المجال (انظر الشكل 1).
9. عندما تكون جميع الكفوف four دخول المربع الهدف ، أغلق الباب المؤدي بين متاهة مربع والهدف ووقف ساعة توقيت الثانية.
10. عندما الماوس دخلت القفص تماما الزائفة المنزل ، أغلق الباب بين مربع الهدف ، وقفص. إيقاف ساعة توقيت الثالث.
11. سجل مرات من ساعات الوقف الثلاثة. حساب عدد من الأخطاء جعلت الماوس. يتم تعريف خطأ كإدخال إلى طريق مسدود ، مسدود دي كيس المنطقة (على سبيل المثال ، الانتقال من K L الذراع في المنطقة ؛ الشكل رقم 1) أو السفر إلى الوراء عبر ذراع بالفعل سافر من المتاهة (على سبيل المثال ، الانتقال من F الذراع إلى الذراع C ؛ الشكل 1). في حين أننا درجة أداء الماوس كما هو حدوث ذلك ، فمن المحتمل أن شريط الفيديو أو المحاكمات إلا متاهة سجل للسماح لتسجيله لاحقا إما عن طريق العين أو من قبل البرامج الآلية. وينبغي استخدام السلطة التقديرية المجرب لاختيار الأسلوب المناسب.
12. ترك الحيوانات في القفص الزائفة المنزل لمدة 1 دقيقة قبل أن يعود إلى وطنه القفص.
13. كرر الخطوات 2،3-2،12 لجميع الفئران في الفوج الاختبار.
14. عندما تم إرجاع الماوس مشاركة في الفوج إلى القفص وطنه ، بدء موقت و 30 دقيقة. في نهاية هذه الفترة و 30 دقيقة ، وعودة الطعام والماء لجميع الفئران في الفوج ومن ثم العودة إلى الغرفة الحيوانات مستعمرتهم.
15. كرر هذا الإجراء في ليال متتالية ، مع تجربة واحدة في اليوم لكل التجارب الحيوانية ، وحتى جميع الفئران في الفوج وصلت الى المعايير المحددة التعلم أو حتى ن سلفاحدث عمبر المحاكمات الاختبار. وتصنف على أنها فأر تعلمت متاهة عندما يمكن أن تؤدي المهمة مع خطأ 0 أو 1 (صور) في تجربتين متتاليتين. ويتم اختبار الفئران في نفس الترتيب في التجارب المتعاقبة.

3. ممثل النتائج :

ويمكن تحليلها لمعرفة أيام (وصول المعيار) ومقارنة بين المجموعات المختلفة في دراسة معينة (الشكلان 2A و 3A). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تقييم مؤشر التعلم (التعلم نسبة) ، الذي يميز اقتناء المتاهة ، على مدى الأيام الأربعة الأولى من فترة الاختبار (الأشكال و2B 3B). مؤشر التعلم هو النسبة بين عدد من القطاعات المسار الصحيح سافر إلى العدد الإجمالي للشرائح سافر لكل مسار المحاكمة. يجب أن يكون متوسط ​​مؤشر التعلم حوالي 0،5 للمحاكمة 1 ، عند اول من كشف عن الفئران الى متاهة والتنقل عن طريق الصدفة. الزيادات مؤشر التعلم والنهج 1 بين 2 و 4 محاكمات تشير إلى أن التعلم يحدث. في الشكل 2 ، والشباب (2 مو) والشيخوخة (24 مو) وتم تدريب الفئران C57Bl/6NCr الذكور في متاهة لاشلي لمدة تصل إلى 15 المحاكمات. علم صغار الفئران في المتاهة 7.2 (± 1.5) د على النقيض من ذلك ، أخذت الحيوانات الشيخوخة 11.7 (± 2.1) د للوصول إلى المعيار. كان هناك اتجاه قوي للفئران C57Bl/6NCr الشيخوخة وقتا أطول لتعلم المتاهة ([ر (23) = 1.59 ، P = 0.056 ؛] t أحادية الطرف للتجارب ، وهي فرضية مسبقة بأن أيام لتعلم أطول في الشيخوخة الفئران). عندما يتم احتساب مؤشر التعلم ، سواء الفئات العمرية تظهر زيادة مطردة في مؤشر التعلم من التجارب من 2 إلى 4 (الأثر الرئيسي كبيرا من الوقت P <0.001). ومع ذلك ، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في مؤشر التعلم بين الفئران الصغار والكبار C57 C57 الفئران (الأثر الرئيسي للف العمر = 0.58).

الرقم 3 هو ممثل الدراسات دراسة الآثار المترتبة على خلفية توتر في تعلم السلوك. C57Bl/6NCr البيانات من الذكور الشباب هو مبين في الشكل. الآن تتم مقارنة البيانات من 2 إلى CRL الشباب : CD - 1 (ICR) غرفة الفئران [CD - 1 ، 4-5 مو]. علمت CD - 1 الفئران متاهة الثالث لاشلي في 4.5 (± 1.4) د ، ولكن لم يكن هناك فرق كبير بين السلالات في أيام لتعلم (الشكل 3A ؛ [ر (18) = 1.328 ، P = 0.20] ، واثنان الذيل اختبار t). عن طريق الفحص ، وعلى النقيض من ذلك يظهر مؤشر التعلم ، في حين أن جميع الحيوانات كانت تبحر في المتاهة على المحاكمة الأولى عن طريق الصدفة ، CD - 1 الفئران المستفادة المهمة بسرعة أكبر (الأثر الرئيسي للسلالة ف <0.001). ويتضح ذلك من خلال زيادة ذات دلالة إحصائية في مؤشر التعلم في تجارب من 2 إلى 4 في CD - 1 الفئران مقارنة مع الفئران C57Bl/6NCr. ومن المثير للاهتمام ، إذا الفئران CD - 1 يستمر تدريب في متاهة وراء النقطة للوصول إلى المعيار ، فإنهم يظهرون سلوكا يدل على بإفراط (الشكل رقم 4) الذي تمت مناقشته في مزيد من التفاصيل أدناه.

الشكل 1 : المتاهة الثالث لاشلي وطريق مسدود ، مسدود دي كيس مناطق المتاهة حمراء اللون في هذا الرسم البياني لأغراض توضيحية فقط. القاعدة والأسلحة من المتاهة الفعلية هي الألوان الصلبة (الشكل). ويلفت إلى متاهة النطاق (الأبعاد في النص).

الشكل 2 : اشلي الأداء المتاهة الثالثة في 2 و 24 شهرا الفئران الذكور C57Bl/6NCr وقد استخدمت متاهة الثالث لتقييم مسار اشلي التعلم في الشباب (2 مو) والشيخوخة (24 مو) الفئران الذكور C57Bl/6NCr. وكانت المعلمات قياس (أ) يوما لالمعيار ، فإن عدد الأيام اللازمة للماوس لتشغيل متاهة لمدة ليلتين متتاليتين مع 0 أخطاء أو خطأ 1 ، و (ب) مؤشر التعلم ، وعدد من الإدخالات الصحيحة الذراع أربعة مخلب قدمت مقابل العدد الإجمالي للإدخالات الذراع المحرز في أيام 1-4 من اختبار المتاهة اشلي الثالث. وكانت أعداد الحيوانات في المجموعة ن = 10 ل 2 الشهر من عمره ون = 15 للفئران عمرها 24 شهرا.

الشكل 3 : اشلي الأداء الثالث في متاهة C57Bl/6NCr الشباب الذكور والفئران CD - 1 وقد استخدمت متاهة الثالث لتقييم مسار اشلي التعلم في الشهر C57Bl/6NCr عمره 2 و 4-5 أشهر من العمر الفئران CD - 1. وكانت المعلمات قياس (أ) يوما لالمعيار ، فإن عدد الأيام اللازمة للماوس لتشغيل متاهة لمدة ليلتين متتاليتين مع 0 أخطاء أو خطأ 1 ، و (ب) مؤشر التعلم ، وعدد من الإدخالات الصحيحة الذراع أربعة مخلب قدمت مقابل العدد الإجمالي للإدخالات الذراع المحرز في أيام 1-4 من اختبار المتاهة اشلي الثالث. وكانت أعداد الحيوانات في المجموعة ن = 10 لC57Bl/6NCr و n = 10 لCD - 1 الفئران. دلالات إحصائية : * P <0.05 ، ** P <0.01 مقابل C57Bl/6NCr الفئران.

الشكل 4 : اشلي الأداء في متاهة الثالث 4-5 أشهر من العمر الفئران CD - 1 الذكور ومتاهة الثالث لاشلي.تم استخدامه لتقييم مسار التعلم في عشر 4-5 أشهر من العمر الفئران CD - 1 الذكور على 15 يوما متتالية. وكانت المعلمات قياس (أ) عدد من الأخطاء التي ارتكبت في اليوم الواحد ، مع وجود خطأ على النحو المحدد إدخال أربعة مخلب الى منطقة زقاق مسدود أو السفر ذراع بالفعل سافر من المتاهة ، و (ب) قضى وقتا في متاهة يوميا. يشار إلى اليوم الذي تم التوصل اليه مع معيار السهم الأحمر.

Discussion

القوارض الاختبارات السلوكية الأكثر شيوعا لتقييم التعلم والذاكرة هي متاهة موريس المائية والمتغيرات من تكييف الخوف ^2. هذه التجارب تعتمد على الاشارات البصرية أو السمعية للتعلم والمحفزات مكره (على سبيل المثال ، والمياه ، footshock) لتحفيز حيوانات لإنجاز المهام ^3.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Lashley III maze	PSU Physics Machine Shop	N/A	Maze must be custom-built, not commercially available