وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الكندية لأبحاث الصحة (CIHR) ، والأسرة تاونسند ، وجاك براون والأسرة مؤسسة أبحاث الزهايمر (لWAS). كان هو صاحب كرسي أبحاث كندا في مرض الزهايمر. كان مدعوما من قبل PL NSERC الكسندر غراهام بيل كندا منحة دراسات عليا جائزة بحوث الدكتوراه ومايكل سميث مؤسسة دراسية لأبحاث الصحة دراسات العليا.

1. إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد المعدات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على بركة دائرية قطرها 150cm وعمق 50cm (الشكل 1). إذا باستخدام الفئران السوداء ، يجب استخدام حمام أبيض ، وإذا به الفئران البيضاء ، وينبغي استخدام بركة الأسود. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترتيب الغرفة بحيث يجري اختبار الحيوانات لا تستطيع رؤية المجرب خلال الاختبار. ويمكن تحقيق ذلك مع الستائر أو فواصل الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان العظة عالية التباين المكاني حول الغرفة ، و / أو في المناطق الداخلية من التجمع في مكان والتي ستكون فوق سطح الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع منصة قطرها 10cm في تجمع -- أبيض لتجمع البيض ، زجاج شبكي واضحة لتجمع السود. ملء حوض السباحة بالماء حتى المنصة 1cm فوق سطح الماء. السماح للمياه يوازن إلى درجة حرارة الغرفة (22 درجة مئوية). اعتمادا على درجة حرارة الماء وهذا قد يستغرق 1-3 أيام ، أو بدلا من ذلك يمكن إضافة الماء الساخن لتسريع موازنة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد البرامج <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معايرة تجمع في برنامج الكمبيوتر بحيث الكاميرا يمكن أن تخلق مسافة واحدة من المعلومات المادية بكسل القائم على المعلومات. تقسيم بركة الى 4 أجزاء. تحديد منطقة منصة كمنطقة المتغير الذي يمكن ان تتغير مع كل محاكمة. إنشاء منصة subzones 5 -- واحدة في كل ربع واحد في وسط بركة. حفظ المعايرة واستخدامها لاختبار خلال الايام المتبقية. (انظر الشكل المثال 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الوقت والحد الأقصى لمحاكمة ثانية 60. إذا كان يجد الفأر منصة قبل هذا الوقت ، وبرنامج برنامج لوقف المحاكمة عندما تم العثور على منصة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد برنامج لبدء تتبع تلقائيا ، عندما المجرب مخارج منطقة الاختبار. الاستفادة من أي &quot;تقليل انعكاس&quot; خيارات الحزمة الخاصة بك يوفر البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسار طول المسار ، الكمون الهرب ، والوقت الذي يقضيه في كل رباعي. </li></ol></li></ol> 2. يوم 1 : منهاج المرئية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج كمبيوتر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل المعايرة بركة في برنامج التعقب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء 5 المحاكمات ، مع فاصل زمني بين المحاكمة مناسبة لتجربتك. برنامج الموقع ومنصة انطلاق لاتجاه تختلف مع كل محاكمة. انظر الجدول رقم 1 لبروتوكول المثال. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار الإجراء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الفئران من مرفق مساكنهم إلى غرفة السلوك. الحفاظ على فئران في منطقة حيث لا يمكن رؤية حوض السباحة أو العظة المكانية. السماح لهم التكيف مع البيئة الجديدة على الأقل 30 دقيقة قبل إجراء الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع علامة على منصة لزيادة حضورها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لبدء الاختبار ، ورفع الماوس من قفص المنزل عن طريق قاعدة الذيل. دعم الماوس ما وجهتم الى منطقة الاختبار. رفع الماوس بواسطة قاعدة الذيل ، وبلطف مكان الماوس في الماء ، والتي تواجه حافة حوض السباحة. مغادرة المنطقة بسرعة الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا كان الماوس يرى المنبر قبل 60 ثانية قطع ، والسماح للماوس على البقاء على المنصة لمدة 5 ثوان ثم العودة إلى وطنه القفص. إذا لم يجد الفأر منصة ، ضع الماوس على المنصة والسماح لها بالبقاء هناك لمدة 20 ثانية قبل أن يعود إلى وطنه القفص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أكرر للجميع الفئران في درب. تبدأ كل محاكمة لاحقة مع موقع واتجاه مختلف منصة انطلاق ، كما لديك المبرمج في البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند اختبار اكتمال عودة الفئران لمرفق مساكنهم. يتم تجفيفها قبالة الفئران وأكد normothermia قبل عودته إلى منشأة الحيوان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في إطار التحضير لليوم التالي ، وإزالة العلم من النظام الأساسي وإضافة مياه إضافية إلى تجمع لغمر منصة ل1cm تحت السطح. </li></ol></li></ol> 3. أيام 2-5 : منهاج المخفية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج كمبيوتر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل المعايرة بركة في برنامج التعقب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء 5 المحاكمات ، مع فاصل زمني بين المحاكمة مناسبة لتجربتك. برنامج الموقع منصة للبقاء في نفس الموقف في جميع التجارب والأيام ، ولكن الاتجاه بدءا تختلف مع كل محاكمة ، كل يوم. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار الإجراء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عن الفئران السوداء ، إضافة غير سامة ، والأبيض ، والطلاء ودرجة حرارة المجفف إلى تجمع وتخلط جيدا. استخدام ما يكفي من الطلاء مثل هذه المنصة المغمورة غير مرئية من على سطح الماء. بالنسبة للفئران بيضاء ، يجب استخدام بركة سوداء مع المياه واضحة ومنبرا شبكي واضحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اتبع الخطوات من 2.2.3 إلى 2.2.6. </li></ol></li></ol> 4. اليوم 6 : دقق الابتدائية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج كمبيوتر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل المعايرة بركة في برنامج التعقب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1 إنشاء المحاكمة مع عدم وجود منطقة المنصة ، واتجاه واحد ابتداء. ويفضل الاتجاه بدءا ابعد من رباعي منصة تستخدم في 2-5 أيام. تعيين طول درب إلى 60 ثانية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار الإجراء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة منصة من التجمع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اتبع الخطوات من 2.2.3 إلى 2.2.6. </li></ol></li></ol> 5. تحليل البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عن كل يوم وكل الماوس المتوسط ​​، والتجارب 5 إلى إعطاء طول مسار واحد وزمن الهروب لكل موضوع الاختبار. حساب الخطأ مجتمعة بشكل مناسب. لليوم 6 ، وجمع ببساطة طول المسار ، الكمون الهرب ، والوقت الذي يقضيه في الربع لكل منصة الماوس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا أي وجود خلافات بين مجموعات في يوم 1 ، فمن المرجح مشكلة مع الرؤية بدلا من التعلم والذاكرة. المضي قدما فقط مع تحليل إذا رأيت أي اختلافات في يوم 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مقارنة منحنيات التعلم ليوم 05/02 باستخدام الإحصاءات المناسبة لمجموعة من البيانات الخاصة بك. ويمثل انحدارا منحنى أسرع اكتساب المهمة ؛ وضحالة منحنى يمثل عجزا في اكتساب المهمة. ويتم تحليل البيانات من يوم 2 إلى 5 أيام ANOWA به. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لليوم 6 ، مقارنة في المئة من الوقت الذي يقضيه في الربع منصة تعلمت سابقا ، وذلك باستخدام الإحصاءات المناسبة لمجموعة من البيانات الخاصة بك. ويفسر نسبة مئوية أعلى من الوقت الذي يقضيه في الربع منصة ومستوى أعلى من الاحتفاظ الذاكرة. </li></ol> 6. ممثل النتائج وقد استخدمنا في متاهة موريس المائية اختبار لدراسة تأثير نقص الأكسجين على المرضية ميلادي (7) وحامض الفالبوريك (VPA) &#39;ق المحتملة الأدوية لعلاج ميلادي (6) في الفئران المعدلة وراثيا طراز م. الرقم 3 هو نتيجة ممثل نشرنا عنها في دراستنا حول تأثير VPA على العجز في الذاكرة في نموذج الفأر APP23 ميلادي (6). يوم 1 (محاكمات منصة مرئية) ، ليس هناك فرق بين المعالجة ومجموعات VPA التحكم في استتار (الشكل 3A) وطول المسار (الشكل 3A) التي تشير إلى أن كلا من الجماعات المماثلة والقدرات الحركية البصرية. من هذا افترضنا ان الفئران قادرة على رؤية منصة توضع والعظة في البيئة المحيطة ، ويمكن أن تسبح مقبول. لأيام 2-5 (يوم 1 إلى 4 من منصة التجارب الخفية) على سبيل المثال يظهر الفرق في الكمون الهروب (الشكل 3C) وطول المسار (الشكل 3D) بين المجموعتين ، مما يوحي بأن الفئران المعالجة VPA أداء أفضل بكثير من الضوابط مع مرور الوقت. درب تحقيق النتائج في اليوم الأخير (اليوم 6) تبين أن عدد المرات التي سافرت الفئران في الربع الثالث ، حيث تم وضعها مسبقا على منصة خفية ، وكان أكبر بشكل ملحوظ مقارنة مع العلاج VPA للسيطرة على (الشكل 3E). هذه البيانات تشير إلى أن العلاج VPA تحسن كبير في العجز في الذاكرة المشاهدة APP23 الفئران. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig1.jpg" alt="الشكل 1"/> الشكل 1. إعداد المعدات اللازمة لمتاهة موريس المائية مرئية يوم الاختبار الأساسي. محمية تجمع من مجرب باستخدام فواصل الغرفة. توجد اشارات المكانية على الجدران ، وربما وضعت على الجزء الداخلي للتجمع ، وفوق سطح الماء ، وإذا رغبت في ذلك. يملأ حوض بالماء واضحة ، مع منصة 1cm يقع فوق السطح. تم وضع علامة على منصة لتعزيز الرؤية. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig2.jpg" alt="الشكل 2"/> الشكل 2. القبض على الشاشة من أية متاهة ™ فيديو يظهر معايرة نظام تتبع التجمع. ويعتبر بركة من فوق بواسطة كاميرا تتبع التناظرية سوداء وبيضاء مع محول الأرقام RTV24. يتم تعريف عدة مناطق في داخل البرنامج وينقسم تجمع الإجمالي إلى 4 أجزاء. ودخلت المنطقة الخامسة منصة ، والتي يمكن أن تختلف باختلاف التجارب ، مع خمسة مواقع محتملة : NW ، NE ، SW ، SE ، أو المركز. إضافة خط المعايرة (خط الوسط عبر تكتك) للسماح للبرامج لتحويل المسافات بكسل في المسافات المادية. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig3.jpg" alt="الشكل 3"/> الشكل 3. نتائج تمثيلية للمتاهة موريس المائية. وجرى اختبار في 7 أشهر APP23 الفئران المعدلة وراثيا تحمل جينات الإنسان السويدية APP متحولة بعد شهر واحد من VPA اليومية (ن = 30 الفئران) أو حل السيارة (ن = 30 الفئران) عن طريق الحقن. (A) خلال في اليوم الأول من الاختبارات منصة مرئية ، عرضت في المعالجة والسيطرة VPA APP23 الفئران الكمون مماثلة للهروب على منصة مرئية. P&gt; 0.05 بواسطة الطالب اختبار t (B) وVPA المعالجة والسيطرة APP23 الفئران كانت مماثلة للسباحة المسافات قبل ان يلوذوا بالفرار على منصة مرئية في اختبار منصة مرئية. P&gt; 0.05 بواسطة الطالب اختبار t (C) في اختبارات منصة خفية ، ومعاملة VPA (D) وAPP23 الفئران أظهرت أقصر زمن الهروب على منصة مخفية على الثالثة 3 و 4 اليوم الخامس ، P &lt;0.001 بواسطة ANOVA. وكان VPA الفئران المعالجة APP23 طول أقصر السباحة قبل ان يلوذوا بالفرار على منصة مخفية على الثالثة 3 و 4 اليوم الخامس ، P &lt;0.01 بواسطة ANOVA (E) وفي محاكمة التحقيق في يوم 6 ، وVPA معاملة الفئران سافر APP23 في الربع الثالث ، حيث تم وضعها مسبقا على منصة خفية ، ومرات أكثر بكثير من الضوابط. * P &lt;؛ 0.005 من قبل الطالب لاختبار t. (بتصرف وأعيد طبعها من مجلة الطب التجريبي 205 ، 2781-2789 ، 2008 ، مطبعة جامعة روكفلر ، الذي نشر أصلا في إكسب ميد J. دوى :... 10.1084/jem.20081588) (6). <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td colspan="2"> اليوم 1 </td><td> اليوم 2 </td><td> اليوم 3 </td><td> اليوم 4 </td><td> 5 أيام </td><td> يوم 6 </td></tr><tr><td></td><td> منصة الموقع </td><td> بدء اتجاه </td><td colspan="4"> منصة المكان : SW ابتداء من الموقع على النحو التالي : </td><td> أي منصة. </td></tr><tr><td> المحاكمة 1 </td><td> SW </td><td> S </td><td> W </td><td> N </td><td> N </td><td> E </td><td> N </td></tr><tr><td> 2 المحاكمة </td><td> NW </td><td> N </td><td> S </td><td> W </td><td> E </td><td> S </td><td></td></tr><tr><td> محاكمة 3 </td><td> NE </td><td> S </td><td> N </td><td> E </td><td> W </td><td> W </td><td></td></tr><tr><td> محاكمة 4 </td><td> مركز </td><td> E </td><td> E </td><td> W </td><td> S </td><td> E </td><td></td></tr><tr><td> محاكمة 5 </td><td> SE </td><td> W </td><td> S </td><td> S </td><td> N </td><td> N </td><td></td></tr></tbody></table> الجدول 1. نموذج بروتوكول متاهة مائية * * لاحظ كيف كلا من موقف ومنصة انطلاق تغيير الاتجاه في يوم 1 ، في حين أن في أيام 2-5 موقف منصة يبقى ثابتا في حين أن التغييرات بدءا الاتجاه. في يوم 6 ، ليس هناك منصة ومحاكمة واحدة. هو أبعد باتجاه بداية ليوم 6 من الموقع منصة السابقة (SW) بحيث يجب أن الفئران السفر مسافة قبل دخول رباعي منصة علمت مسبقا.

<ol>
	<li>Morris, R. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+localization+does+not+require+the+presence+of+local+cues.">Spatial localization does not require the presence of local cues.</a> Learning and Motivation. 12, 239-260 (1981).</li><li>O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+hippocampal+place+cells.">A review of the hippocampal place cells.</a> Prog Neurobiol. 13, 419-439 (1979).</li><li>Scoville, W. B., Milner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+recent+memory+after+bilateral+hippocampal+lesions.">Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 20, 11-21 (1957).</li><li>Eichenbaum, H., Stewart, C., Morris, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+representation+in+place+learning.">Hippocampal representation in place learning.</a> J Neurosci. 10, 3531-3542 (1990).</li><li>Block, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+ischemia+and+behavioural+deficits.">Global ischemia and behavioural deficits.</a> Progress in Neurobiology. 58, 279-295 (1999).</li><li>Qing, H., He, G., Ly, P. T., Fox, C. J., Staufenbiel, M., Cai, F., Zhang, Z., Wei, S., Sun, X., Chen, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valproic+acid+inhibits+Abeta+production,+neuritic+plaque+formation,+and+behavioral+deficits+in+Alzheimer's+disease+mouse+models.">Valproic acid inhibits Abeta production, neuritic plaque formation, and behavioral deficits in Alzheimer's disease mouse models.</a> J Exp Med. 205, 2781-2789 (2008).</li><li>Sun, X., He, G., Qing, H., Zhou, W., Dobie, F., Cai, F., Staufenbiel, M., Huang, L. E., Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+facilitates+Alzheimer's+disease+pathogenesis+by+up-regulating+BACE1+gene+expression.">Hypoxia facilitates Alzheimer's disease pathogenesis by up-regulating BACE1 gene expression.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. , 18727-18732 (2006).</li><li>D'Hooge, R., De Deyn, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+learning+and+memory.">Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory.</a> Brain Research Reviews. 36, 60-90 (2001).</li><li>Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+the+Morris+Water+Maze+in+the+study+of+memory+and+learning.">The use of the Morris Water Maze in the study of memory and learning.</a> Int J Neurosci. 48, 29-69 (1989).</li><li>Lipp, H. P., Wolfer, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+modified+mice+and+cognition.">Genetically modified mice and cognition.</a> Curr Opin Neurobiol. 8, 272-280 (1998).</li><li>Sandi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+and+mechanisms+of+action+of+glucocorticoid+involvement+in+memory+storage.">The role and mechanisms of action of glucocorticoid involvement in memory storage.</a> Neural Plast. 6, 41-52 (1998).</li></ol>

وأجريت جميع التجارب وفقا للرعاية جامعة كولومبيا البريطانية الحيوان واللجنة التوجيهية واستخدم CIHR.

العمر والجنس والنوع ، والخلافات تؤثر على الأداء MWM سلالة (8). تشير الدراسات إلى أن الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين وضعف الأداء في MWM ، بينما القوارض الذكور أداء أفضل من الإناث ، بالإضافة إلى ذلك ، العائمة هي أكثر وضوحا في الفئران من الفئران (9 ، 10). لذا ، ينبغي أن تتساوى هذه العناصر في جميع الاختبارات. تشير الدلائل أيضا إلى أن أكثر الحيوانات وشدد أداء ضعيفا في MWM (11) ، والعوامل البيئية التي قد يتسبب بذلك الإجهاد ، مثل درجة الحرارة والضوء والضوضاء ، ينبغي رصد وبقائه ثابتا خلال المهمة.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> تعليقات (اختياري) </th></tr><tr><td> AnyMaze تتبع نظام الفيديو </td><td> شركة Stoelting </td><td></td></tr><tr><td> درجة الحرارة الرسام </td><td> ريفز وبول المجموعات </td><td> بيضاء ، مسحوق </td></tr></tbody></table>

morris water maze test for learning and memory deficits in alzheimer&#39;s disease model mice

تأسست أول متاهة موريس المائية (MWM) غ الأعصاب ريتشارد موريس في عام 1981 من أجل اختبار قرن آمون التي تعتمد على التعلم ، بما في ذلك اقتناء المكانية الذاكرة طويلة المدى المكاني memoryand 1. وMWM هو إجراء بسيط نسبيا تتكون عادة من التجارب ستة أيام ، والميزة الرئيسية التي يجري التفريق بين (منصة المخفية) المكانية وغير المكانية (منصة مرئية) الشروط 2-4. بالإضافة إلى ذلك ، في بيئة الاختبار MWM يقلل رائحة التدخل درب 5. وقد أدت هذه المهمة ليتم استخدامها على نطاق واسع في دراسة بيولوجيا الأعصاب والجهاز العصبي للتعلم والذاكرة المكانية. وMWM يلعب دورا هاما في التحقق من صحة نماذج القوارض لاضطرابات عصبي مثل مرض الزهايمر 6 ، 7. في هذا البروتوكول ناقشنا الإجراء النموذجي للتعلم من التجارب MWM والذاكرة وتحليل البيانات التي تستخدم عادة في مرض الزهايمر الفئران المعدلة وراثيا النموذج.

Watch this Scientific Journal Video about Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice at JoVE.com

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#039;s Disease Model Mice

في متاهة موريس المائية هي مهمة لاختبار الحصين السلوكية التي تعتمد على التعلم والذاكرة. وقد استخدم على نطاق واسع في دراسة البيولوجيا العصبية ، واضطرابات الجهاز العصبي عصبي في نماذج القوارض.

اختبار متاهة موريس المائية للعجز التعلم والذاكرة في الفئران مرض الزهايمر النموذجي

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

morris-water-maze-test-for-learning-memory-deficits-alzheimer-s

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

125.7K Views.  University of British Columbia. في متاهة موريس المائية هي مهمة لاختبار الحصين السلوكية التي تعتمد على التعلم والذاكرة. وقد استخدم على نطاق واسع في دراسة البيولوجيا العصبية ، واضطرابات الجهاز العصبي عصبي في نماذج القوارض.

Video: Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice

Low-stress Route Learning Using the Lashley III Maze in Mice

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other aversive stimuli to motivate task acquisition. As animals age, sensory modalities deteriorate. For example, many strains of mice develop hearing deficits or cataracts. Changes in the sensory systems required to guide mice during task acquisition present potential confounds in interpreting learning changes in aging animals. Moreover, the use of aversive stimuli to motivate animals to learn tasks is potentially confounding when comparing mice with differential sensitivities to stress. To minimize these types of confounding effects, we have implemented a modified version of the Lashley III maze. This maze relies on route learning, whereby mice learn to navigate a maze via repeated exposure under low stress conditions, e.g. dark phase, no food/water deprivation, until they navigate a path from the start location to a pseudo-home cage with 0 or 1 error(s) on two consecutive trials. We classify this as a low-stress behavior test because it does not rely on aversive stimuli to encourage exploration of the maze and learning of the task. The apparatus consists of a modular start box, a 4-arm maze body, and a goal box. At the end of the goal box is a pseudo-home cage that contains bedding similar to that found in the animal&#x2019;s home cage and is specific to each animal for the duration of maze testing. It has been demonstrated previously that this pseudo-home cage provides sufficient reward to motivate mice to learn to navigate the maze1. Here, we present the visualization of the Lashley III maze procedure in the context of evaluating age-related differences in learning and memory in mice along with a comparison of learning behavior in two different background strains of mice. We hope that other investigators interested in evaluating the effects of aging or stress vulnerability in mice will consider this maze an attractive alternative to behavioral tests that involve more stressful learning tasks and/or visual cues.

The Lashley III maze is a route-learning task that does not rely on aversive stimuli or visual cues. It is thus a highly attractive option for evaluating learning and memory, especially in aging mice or otherwise where stress is a consideration.

الضغط المنخفض الطريق التعلم عن طريق المتاهة الثالث لاشلي في الفئران

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other ...

Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial products are often expensive, not easily customized, and not submersible. Here we describe a method to design and build a customized, integrated circuit headstage for simultaneous 4-channel neural recording and 2-channel simulation in awake, behaving animals. The headstage is designed using a free, commercially available CAD-type design package, and can be modified easily to accommodate different scales (e.g. to add channels). A customized printed circuit board is built using surface mount resistors, capacitors and operational amplifiers to construct the unity gain source follower circuit. The headstage is made water-proof with a combination of epoxy, parafilm and a synthetic rubber putty. We have successfully used this device to record local field potentials and stimulate different brain regions simultaneously via independent channels in rats swimming in a water maze. The total cost is &lt; $30/unit and can be manufactured readily.

We present a low-cost method to design and construct a light headstage pre-amplifier system with simultaneous neural recording and stimulation capability. This device can be waterproofed for use in swimming animals.

تصميم وتشييد Headstage فعالة من حيث التكلفة لتحفيز العصبية في وقت واحد والتسجيل في متاهة مائية

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial ...

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment through neuron-specific detection of food and chemical odors1, 2, and can associate nutritive states with chemical odors3, temperature4, and the pathogenicity of a food source5.
Here, we describe assays of C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. We modified an aversive olfactory learning paradigm6 to instead produce a positive response; the assay involves starving ~400 worms, then feeding the worms in the presence of the AWC neuron-sensed volatile chemoattractant butanone at a concentration that elicits a low chemotactic index (similar to Toroyama et al.7). A standard population chemotaxis assay1 tests the worms' attraction to the odorant immediately or minutes to hours after conditioning.
After conditioning, wild-type animals' chemotaxis to butanone increases ~0.6 Chemotaxis Index units, its "Learning Index". Associative learning is dependent on the presence of both food and butanone during training. Pairing food and butanone for a single conditioning period ("massed training") produces short-term associative memory that lasts ~2 hours. Multiple conditioning periods with rest periods between ("spaced training") yields long-term associative memory (&lt;40 hours), and is dependent on the cAMP Response Element Binding protein (CREB),6 a transcription factor required for long-term memory across species.8
Our protocol also includes image analysis methods for quick and accurate determination of chemotaxis indices. High-contrast images of animals on chemotaxis assay plates are captured and analyzed by worm counting software in MatLab. The software corrects for uneven background using a morphological tophat transformation.9 Otsu's method is then used to determine a threshold to separate worms from the background.10 Very small particles are removed automatically and larger non-worm regions (plate edges or agar punches) are removed by manual selection. The software then estimates the size of single worm by ignoring regions that are above a specified maximum size and taking the median size of the remaining regions. The number of worms is then estimated by dividing the total area identified as occupied by worms by the estimated size of a single worm.
We have found that learning and short- and long-term memory can be distinguished, and that these processes share similar key molecules with higher organisms.6,8 Our assays can quickly test novel candidate genes or molecules that affect learning and short- or long-term memory in C. elegans that are relevant across species.

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

Here we describe methods to test C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. These population assays employ the worms abilities to chemotax toward volatile odorants, and form positive associations upon pairing food with the chemoattractant butanone. Increasing the number of conditioning periods induces long-term memory.

جيم ايليجانس Butanone التعلم الإيجابي ، قصيرة الأجل وطويلة الأجل فحوصات الذاكرة الترابطية

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment ...

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of these diseases, including Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's disease are characterized by age-dependent deterioration in learning and memory functions and movement coordination2. Here we use behavioral assays, including the negative geotaxis assay3 and the aversive phototaxic suppression assay (APS assay)4,5, to show that some of the behavior characteristics associated with human neurodegeneration can be recapitulated in flies. In the negative geotaxis assay, the natural tendency of flies to move against gravity when agitated is utilized to study genes or conditions that may hinder locomotor capacities. In the APS assay, the learning and memory functions are tested in positively-phototactic flies trained to associate light with aversive bitter taste and hence avoid this otherwise natural tendency to move toward light. Testing these trained flies 6 hours post-training is used to assess memory functions. Using these assays, the contribution of any genetic or environmental factors toward developing neurodegeneration can be easily studied in flies.

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Behavior assays for measuring locomotor functions, learning, and memory abilities in Drosophila.

يعاير الحركي ، والتعلم ، والذاكرة في العجز ذبابة الفاكهة نماذج من تنكس عصبي

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-المتاهة التناوب القسري والمهام التمييز بين اليسار واليمين لتقييم العمل ومرجع الذاكرة في الفئران

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also propagation of suprathreshold spiking activity involves populations of neurons. Empirical studies addressing cortical function directly thus require recordings from populations of neurons with high resolution. Here we describe an optical method and a deconvolution algorithm to record neural activity from up to 100 neurons with single-cell and single-spike resolution. This method relies on detection of the transient increases in intracellular somatic calcium concentration associated with suprathreshold electrical spikes (action potentials) in cortical neurons. High temporal resolution of the optical recordings is achieved by a fast random-access scanning technique using acousto-optical deflectors (AODs)1. Two-photon excitation of the calcium-sensitive dye results in high spatial resolution in opaque brain tissue2. Reconstruction of spikes from the fluorescence calcium recordings is achieved by a maximum-likelihood method. Simultaneous electrophysiological and optical recordings indicate that our method reliably detects spikes (&gt;97% spike detection efficiency), has a low rate of false positive spike detection (&lt; 0.003 spikes/sec), and a high temporal precision (about 3 msec) 3. This optical method of spike detection can be used to record neural activity in vitro and in anesthetized animals in vivo3,4.

Understanding the function of the vertebrate central nervous system requires recordings from many neurons because cortical function arises on the level of populations of neurons. Here we describe an optical method to record suprathreshold neural activity with single-cell and single-spike resolution, dithered random-access scanning. This method records somatic fluorescence calcium signals from up to 100 neurons with high temporal resolution. A maximum-likelihood algorithm deconvolves the underlying suprathreshold neural activity from the somatic fluorescence calcium signals. This method reliably detects spikes with high detection efficiency and a low rate of false positives and can be used to study neural populations in vitro and in vivo.

بصري تسجيل النشاط العصبي للقرار suprathreshold وحيدة الخلية واحد مسمار-

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution has been a long sought tool for neuroscientists in the systems-level search for the neural circuitry governing complex behavioral states. Optogenetics is a cutting-edge tool that is revolutionizing the field of neuroscience and represents one of the first systematic approaches to enable causal testing regarding the relation between neural signaling events and behavior. By combining optical and genetic approaches, neural signaling can be bi-directionally controlled through expression of light-sensitive ion channels (opsins) in mammalian cells. The current protocol describes delivery of specific wavelengths of light to opsin-expressing cells in deep brain structures of awake, freely-moving rodents for neural circuit modulation. Theoretical principles of light transmission as an experimental consideration are discussed in the context of performing in vivo optogenetic stimulation. The protocol details the design and construction of both simple and complex laser configurations and describes tethering strategies to permit simultaneous stimulation of multiple animals for high-throughput behavioral testing.

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Optogenetics has become a powerful tool for use in behavioral neuroscience experiments. This protocol offers a step-by-step guide to the design and set-up of laser systems, and provides a full protocol for carrying out multiple and simultaneous in vivo optogenetic stimulations compatible with most rodent behavioral testing paradigms.

في الجسم الحي Optogenetic تحفيز الجهاز العصبي المركزي القوارض

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal care. Such a preference memory can last from hours, to days, even life-long, depending on training parameters. Early odor preference learning provides us with a model in which the critical changes for a natural form of learning occur in the olfactory circuitry. An additional feature that makes it a powerful tool for the analysis of memory processes is that early odor preference learning can be lateralized via single naris occlusion within the critical period. This is due to the lack of mature anterior commissural connections of the olfactory hemispheres at this early age. This work outlines behavioral protocols for lateralized odor learning using nose plugs. Acute, reversible naris occlusion minimizes tissue and neuronal damages associated with long-term occlusion and more aggressive methods such as cauterization. The lateralized odor learning model permits within-animal comparison, therefore greatly reducing variance compared to between-animal designs. This method has been used successfully to probe the circuit changes in the olfactory system produced by training. Future directions include exploring molecular underpinnings of odor memory using this lateralized learning model; and correlating physiological change with memory strength and durations.

This protocol introduces lateralized early odor preference learning in rats using acute single naris occlusion. Lateralized learning permits the examination of behavioral outcomes and underpinning biological mechanisms within the same animals, reducing variance induced by between-animal designs. This protocol can be used to investigate molecular mechanisms underpinning early odor learning.

نموذج التعلم Lateralized الرائحة في الفئران حديثي الولادة لتشريح الدارات العصبية تعزيزالأساس تشكيل الذاكرة

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal ...

Intracerebroventricular Injection of Amyloid-&#946; Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits

Amyloid-&#946; (A&#946;) is a major pathological mediator of both familial and sporadic Alzheimer's disease (AD). In the brains of AD patients, progressive accumulation of A&#946; oligomers and plaques is observed. Such A&#946; abnormalities are believed to block long-term potentiation, impair synaptic function, and induce cognitive deficits. Clinical and experimental evidences have revealed that the acute increase of A&#946; levels in the brain allows development of Alzheimer-like phenotypes. Hence, a detailed protocol describing how to acutely generate an AD mouse model via the intracerebroventricular (ICV) injection of A&#946; is necessary in many cases. In this protocol, the steps of the experiment with an A&#946;-injected mouse are included, from the preparation of peptides to the testing of behavioral abnormalities. The process of preparing the tools and animal subjects before the injection, of injecting the A&#946; into the mouse brain via ICV injection, and of assessing the degree of cognitive impairment are easily explained throughout the protocol, with an emphasis on tips for effective ICV injection of A&#946;. By mimicking certain aspects of AD with a designated injection of A&#946;, researchers can bypass the aging process and focus on the downstream pathology of A&#946; abnormalities.

Intracerebroventricular Injection of Amyloid-&amp;#946; Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits

The amyloid-&#946; (A&#946;)-injected animal model enables the administration of a defined quantity and species of A&#946; fragments and reduces individual differences within each study group. This protocol describes the intracerebroventricular (ICV) injection of A&#946; without stereotactic instruments, enabling the production of Alzheimer-like behavioral abnormalities in normal mice.

حقن Intracerebroventricular من الببتيدات اميلويد β في الفئران العادية للحث تماما العجز الإدراكي الزهايمر تشبه

Amyloid-&#946; (A&#946;) is a major pathological mediator of both familial and sporadic Alzheimer's disease (AD). In the brains of AD patients, ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, interest in the cognitive processes of nonmodel species, typically within an ecological context, has also become an emerging field of study. In particular, interest in the cognitive processes in reptiles is growing although experimental studies on reptilian cognition are sparse. The few reptilian studies that have experimentally tested for spatial learning and memory have used rodent paradigms modified for use in reptiles. However, ecologically important aspects of the physiology and behavior of this taxonomic group must be taken into account when testing for spatially based cognition. Here, we describe modifications of the dry land Barnes maze and associated testing protocol that can improve performance when probing for spatial learning and memory ability in small squamate reptiles. The described paradigm and procedures were successfully used with male side-blotched lizards (Uta stansburiana), demonstrating that spatial learning and memory can be assessed in this taxonomic group with an ecologically relevant apparatus and protocol.

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.

تقييم التعلم المكاني والذاكرة في Squamate الزواحف الصغيرة

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...