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).

und eingehalten werden alle lokalen, staatlichen und bundesstaatlichen Vorschriften: - (43242-Protokoll-ID IACUC) Alle Verfahren wurden von der Penn State University Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt. 1. Vorbereitung <ol><li> Erwerb oder den Bau der Barnes Labyrinth, sicherzustellen, dass Ziel Löcher in geeigneter Weise für die Spezies von Interesse bemessen sind. Für dieses Protokoll verwenden sieben erwachsenen Neben gestromt Eidechsen (Uta stansburiana). Bestimmen Sie eine angemessene Stichprobengröße für Studien mit anderen Arten. <ol><li> Wenn das Barnes Labyrinth Bau, den Kauf eines Standard, nicht porösen runden Tisch (106 cm im Durchmesser), erhöhte 76,2 cm aus dem Boden. </li><li> Verwendung einer Maßband, markieren 10 äquidistante Punkte im Abstand 26 cm voneinander entfernt um den Umfang des Tisches und 6,35 cm von der Kante des Tisches. Verwenden Sie 10 Löcher während Nagetier Labyrinthe der Regel mehr Löcher haben. Dies ermöglicht es für eine Verringerung der Zahl der Fluchtmöglichkeiten. </li><li> Mit einer Lochsäge Bit (2,54cm im Durchmesser), bohren alle scharfen Kanten alle 10 Löcher Ziel und Sand aus. </li><li> Montieren Sie vier Regalhalteklammern unter jedem Loch mit Schrauben, mit einem Heim-Gehäuse als Leitfaden für die Dimensionen. </li></ol></li><li> Legen Sie das Labyrinth in einem ruhigen Raum mit hellen Deckenbeleuchtung und räumliche Hinweise für die Navigation (Türen, Schränke, etc.). </li><li> Montieren Sie einen Autofokus, Weitwinkelobjektiv Webcam (11,3 cm x 3,99 cm) oder andere geeignete Kamera direkt über dem Labyrinth. Stellen Sie sicher, dass das Sichtfeld von der Video-Feed das gesamte Labyrinth umfasst. </li><li> Stellen Sie den Computer und Beobachter Stuhl mindestens 1 m aus dem Labyrinth. </li><li> Markieren Sie die Beine des Labyrinths auf dem Boden mit einem Permanent-Marker oder Band. Dies erlaubt eine Korrektur von jeder winzigen Bewegung des Labyrinths im Laufe der Versuche. </li><li> Zufällig eines der Löcher zuweisen als &quot;1&quot; und die Anzahl der anderen Löcher nacheinander durch &quot;10&quot;. Mit einem Permanent-Marker, schreiben Zahlen auf der Seite der Außendes Labyrinths Bezug zu erleichtern. Stellen Sie sicher, dass die Zahlen an ein Tier innerhalb des Labyrinths nicht sichtbar sind. </li><li> zuweisen zufalls Ziel Löcher den Subjekten einen Zufallszahlengenerator verwendet wird. </li></ol> 2. Training Trials HINWEIS: Reptilien haben eine bevorzugte Körpertemperatur, die aus der Literatur erhalten werden können. Wenn Tiere träge über mehrere Trainingsversuche werden, kann das Labyrinth zu kühl sein, und dieses Verhalten beeinflussen können. Eine kleine Raumheizung oder Wärme-Band auf der Unterseite des Labyrinths können ausreichend Labyrinth Oberflächentemperatur zu erhöhen, die beste thermische Anzeige der Körpertemperatur, optimale Körpertemperatur und Verhaltensleistung aufrecht zu erhalten. <ol><li> Wenn Themen außerhalb des Testraum untergebracht sind, bringen Tiere in ihrer Heimat Gehäuse in den Raum mindestens 30 min vor dem Test. Seien Sie sicher , Wärme in Home Gehäuse zur Verfügung zu stellen (zB Wärmelampen, Wärme - Band), um die Körpertemperatur vor dem Testen zu erhalten. <ol><li> Öffnen Sie Tracking-Software und Webcam-Anwendung für die Video-Feed. Die individuelle Tracking-Software wurde für Matlab und der Bildverarbeitung Toolbox geschrieben; andere Tracking-Software ist im Handel erhältlich. </li><li> Werten Sie das Sichtfeld von der Video-Feed. Wenn das Labyrinth nicht im Sichtfeld ist, prüfen Sie, dass das Labyrinth innerhalb der Markierungen auf dem Boden ist. </li><li> Öffnen Sie das Arbeitsblatt mit Informationen über das Datum, Start- / Endzeit der Ausbildung Studien Subjekt-ID, zugeordnet Ziel Loch, Anzahl der Trainingsversuche laufen, Notizen und Beobachter Initialen. </li><li> In zufälliger Reihenfolge, in der getestet werden Themen. Die Testpersonen in systematischer Weise. </li></ol></li><li> Entfernen Sie den ersten Gegenstand aus seinem Käfig und sanft das Motiv in der Mitte des Labyrinths platzieren. Legen Sie eine Plastikwanne über das Tier; tun verhindert so bewusstlos Orientierung Bias des Forschers. Lassen Sie 30 s zu akklimatisieren. </li><li> Montieren Sie den Käfig des Tieres unter dem Labyrinth, direkt unterhalb der alsunterzeichnet Ziel Loch, durch die Oberseite des Gehäuses in die peg Halterungen schieben. Seien Sie sicher, dass der Riesenhai Rock im Käfig direkt unter dem Loch, das als ein Barsch dienen wird, wenn das Tier in das Loch hinab. An diesem Punkt ist die Verwendung von thermischen oder chemischen Signale von der Heimat-Gehäuse zur Verwendung in Navigations ist irrelevant. <ol><li> Nagetier Labyrinthe mit einem sauberen Gehäuse als eine Flucht für das Thema. Allerdings fördern den Eintritt in das Loch während der Prozesse der Ausbildung durch das Tier zu Hause Gehäuse unter dem Labyrinth Montage. </li></ol></li><li> Entfernen Sie vorsichtig von oben aus dem Labyrinth der Plastikwanne. </li><li> Beginn des Trainings-Studie mit dem Webcam-Anwendung aufnehmen. <ol><li> Lassen Sie das Thema, das Labyrinth für 10 min zu erkunden. Wenn etwas atypisch auftritt, beachten Sie dies in dem Arbeitsblatt. </li><li> Wenn das Motiv fällt oder die Tabelle abläuft, kehren Sie sanft das Thema in die Mitte des Labyrinths. Weiterhin Zeitpunkt und Aufzeichnung, wenn das Tier aus dem Labyrinth für 30 s oder weniger beträgt.Wenn sich das Motiv aus dem Labyrinth für mehr als 30 s ist, brechen die Studie. Notieren Sie sich diese Informationen im Anhang Abschnitt der Arbeitsmappe. </li><li> Wenn sich das Motiv dem Ziel Loch versinkt ohne fremde Hilfe, betrachten den Prozess als über zu dieser Zeit. </li><li> Wenn sich das Motiv nicht in das Ziel-Loch hinabsteigen, sollten Sie den Prozess als über nach 10 Minuten vergangen sind. </li></ol></li><li> Wenn sich das Motiv in das Ziel Loch nicht nach 10 min Abstieg, mit der Hand sanft das Tier führen, Kopf zuerst in das entsprechende Ziel Loch. </li><li> Stoppen Sie die Video und Tracking-Software. Speichern Sie Videomaterial. </li><li> Lassen Sie das Thema für mindestens 2 min in seinem Heimat Gehäuse ruhen, während das Gehäuse noch unter dem Labyrinth montiert ist. </li><li> Mit Hilfe einer Sprühflasche und Papiertücher, reinigen Sie die Spitze des Labyrinths mit einer verdünnten Seifenmischung von 1:10 Seife zu Wasser. Dadurch wird die Verwendung von chemischen Signale ausschließt, wenn das Labyrinth zu navigieren. Einige Arten, insbesondere solche, die starke Nutzung von chemosensorischen Informationen zu bieten, erforsitate zusätzliches Spülen des Labyrinths mit heißem Wasser alle Duft Hinweise zu beseitigen. </li><li> Entfernen Sie das Gehäuse unter dem Labyrinth und entweder die Trainingsversuch mit der gleichen Person oder eines neuen Individuums wiederholen. Jedes Thema kann in bis zu 5 Trainingsversuche pro Tag durchgeführt werden, mit 30 Minuten Intervall zwischen einer individuellen Studien. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis ein Gegenstand in das Ziel Loch absteigt ohne fremde Hilfe, in 3 verschiedenen Trainings Studien, was darauf hinweist, dass das Lernen des Ziels Lage aufgetreten ist. Die drei Trainingsversuche müssen nicht aufeinander folgen. Wenn ein Thema das Kriterium erreicht, bewegt sich der Gegenstand an der Sonde Versuch, um das räumliche Gedächtnis zu bewerten. </li></ol> 3. Probe Trials HINWEIS: Sobald ein Thema Kriterium erreicht, hat das Thema gelernt, wie man zum Ziel zu navigieren. Doch zu diesem Zeitpunkt ist es noch unklar, ob der Gegenstand mit einer räumlichen Strategie oder eine andere Navigationsstrategie navigieren. Probe-Studies Test für dieses und sollte den Tag durchgeführt werden, nachdem das Thema Kriterium in den Trainings Studien erreicht. <ol><li> Drehen Sie das Labyrinth 180 °, sicherzustellen, dass die Beine des Labyrinths innerhalb der Markierungen auf dem Boden sind. Rotation des Labyrinths können für lokale Signale, die direkt das Ziel identifizieren, in direktem Widerspruch zu den stabileren räumliche Hinweise zu sein. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2.1 - 2.5.2, Schritt Weglassen 2.3 des Subjekts zu Hause Gehäuse unter dem Labyrinth Montage. Dadurch schließt so die Verwendung von Geruchs oder andere Signale aus dem Gehäuse nach Hause während Labyrinth Exploration ausgeht. </li><li> Während Sonde Studien sind Themen frei, die Labyrinth für die vollen 10 Minuten zu erkunden Erkundungsverhalten zu beurteilen. Nach 10 min, Video- und Tracking-Software zu stoppen. </li><li> Entfernen Sie das Thema aus dem Labyrinth und sie wieder in ihre Heimat Käfig. </li><li> Reinigen Sie die Spitze des Labyrinths mit der verdünnten Seifenmischung. </li></ol> 4. Verhaltensmaßnahmen HINWEIS: Für das Training trials beinhalten Verhaltensmaßnahmen wie Latenz am Ziel Loch zu gelangen, die Anzahl der Fehler (Untersuchung eines nongoal Loch; die Schnauze des Tieres innerhalb von 1 cm des Loches sein muss), und der Anteil der Zeit, in der richtigen Quadranten des verbrauchten Matze. <ol><li> Für die Ausbildung Studien bestimmen eine Suchstrategie. Eine direkte Strategie wird als absteigend in das Ziel-Loch definiert mit weniger als 3 Fehler. Eine serielle Strategie ist Prüfung von 3 oder mehr aufeinanderfolgende maze Löchern entlang des Umfangs des Labyrinths. Eine zufällige Strategie ist nicht serielle Prüfung von maze Löcher mit 3 oder mehr Fehler. HINWEIS: Für die Sonde Studien Verhaltensmaßnahmen Latenz sind an der räumlich richtigen Loch zu gelangen, die Anzahl der Fehler, bevor die räumlich korrekte Loch, und der Anteil der Zeitaufwand in der räumlich richtigen Quadranten des Labyrinths zu untersuchen. </li><li> Für eine strengere Bewertung der nicht-zufällige Wahl des räumlich korrekten Ziel Loch, beschäftigen Probenahme ohne Ersatz bei der BerechnungChance Rate. </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Wenn experimentell für räumliches Lernen und Gedächtnis zu testen, gibt es einige wichtige konzeptionelle Probleme, die in einigen der wichtigsten Schritte in dem Protokoll angesprochen werden. Zunächst müssen Probanden zeigen, dass sie die Position des Ziel Loch im Laufe der Trainings Studien lernen. die vorgegebene Kriterium Erreichen zeigt, dass das Lernen des Ziels Lochposition aufgetreten ist. Wenn Probanden nicht die Position des Ziel-Loch zu lernen, gibt es keinen gangbaren Weg, um dann eine Navigationsstrategie bestimmen. Wenn Tiere Kriterium erreichen kann, ist die Sonde Studie wichtig, zu bestimmen, welche Signale während der Navigation auf dem Labyrinth priorisiert werden. Während der Sonde Versuch, lokale und räumliche Hinweise sind in Konflikt, die ein Thema erzwingt die Verwendung von nur einer von Cue für die Navigation zu priorisieren. Somit ist die Sonde Studie wichtig für die Beurteilung, welche Art von Cue zurückgerufen wird und während Labyrinth Navigation priorisiert. Aufgrund des Fokus auf räumliche vs. lokale Signale,es ist wichtig, andere potentielle cues zu eliminieren, die für die Navigation verwendet werden könnte; Diese Hinweise könnten eine mögliche confound in der Studie werden. In squamate Reptilien insbesondere spielen olfaktorischen Signale eine wichtige Rolle bei der Partnerwahl, räuberische Vermeidung und Lage von Lebensmitteln 19. Folglich ist die Beseitigung olfaktorischen Signale zwischen Studien wichtig, während im Labyrinth folgende von olfaktorischen Signale zu verhindern. Obwohl dieses Protokoll auch mit erwachsenen männlichen Seiten gestromt Eidechsen 13 gearbeitet, Änderungen an dem Labyrinth und Protokoll müssen wahrscheinlich auftreten , wenn in jüngeren Eidechsen räumliches Lernen und Gedächtnis zu testen oder in verschiedenen Arten (Ladage, nicht veröffentlichte Daten). Zum Beispiel, juvenile Eidechsen (dh jünger als 9 Monate für die Neben gestromt Eidechsen), Arten , die springen, oder Baumart können dazu neigen , das Labyrinth, mit wenig Rücksicht auf Abstieg in die Ziel Löcher zur Flucht aus. In einigen Fällen kann eine Mauer um das Labyrinth oder eine geschlossene Labyrinth in cir Hilfecumventing dieses Problem, so lange, wie die räumlichen Informationen noch sichtbar von der Oberfläche des Labyrinths sind. Außerdem muss die ökologische Relevanz der Aufgabe in Betracht gezogen werden, wenn jede Art von Labyrinth zu modifizieren. Side-gefleckte Eidechsen, die in Spalten in den Felsen und in kleine Löcher in den Boden zu fliehen, eine gute Leistung auf einem Labyrinth Barnes. Allerdings Spezies , die unbeweglich bleiben neigen dazu , nicht gut auf die Aufgabe Barnes Labyrinth durchführen , es sei denn zu Motivator ausgesetzt (zB simulierte predation Versuch) Labyrinth Exploration zu induzieren. In ähnlicher Weise könnten auch andere Modifikationen vorgenommen werden, die Leistung auf die Aufgabe zur Verbesserung einschließlich des Labyrinths vertikal Baumart Orientieren, den Durchmesser der Löcher für größere Arten erhöht und unter Verwendung von Häuten anstelle von Löchern für Arten, die in Löcher abstammen nicht. Frühere Studien haben gezeigt , dass maze Attribute zu verändern Variation in der Leistung zu schaffen 20-24; Somit wird, wenn Änderungen an der Barnes Labyrinth machen, Unterschiede in der natürlichen seinTory und Verhalten der Art von Interesse muss in Betracht gezogen werden. Während dieses Protokoll für die Sondierung räumliches Lernen und Gedächtnis in Neben gestromt Eidechsen ausreichend gut funktioniert, gab es einige Einschränkungen und Schwierigkeiten das Protokoll ausführt. In erster Linie Neben gestromt Eidechsen erforderte eine große Anzahl von Trainingsversuche Kriterium zu erreichen, wahrscheinlich, weil es keine Motivator war eingeführt, dass würde Exploration fördern und aus dem Labyrinth zu entkommen. Aus diesem Grund, da das Protokoll geschrieben ist ziemlich zeitintensiv, insbesondere dann, wenn mit der Leistung von Nagetieren während des Trainings Studien verglichen. Einführung in aversiven Reizen Motivation zu erhöhen, um das Labyrinth zu entkommen kann dieses Problem umgehen und die Zahl der Ausbildungsversuche verringern notwendiges Kriterium zu erreichen. Darüber hinaus wegen der wenigen Studien experimentell für das räumliche Gedächtnis zu testen und bei den Reptilien, dieses Protokoll und Labyrinth Modifikation Lernen möglicherweise nicht geeignet oder sie geltenden seinle für alle Arten. Änderungen wie die, die oben vorgeschlagen kann bei der Gestaltung eines geeigneten Labyrinth und ein Protokoll für die Spezies von Interesse helfen. Das hier beschriebene Protokoll ermöglicht die experimentelle Erprobung von räumliches Lernen und Gedächtnis in einer kleinen Eidechse. Während Reptil Orientierung und Navigation haben auf dem Gebiet 7,8,25, ist nur wenig bekannt darüber, welche Hinweise werden verwendet , und priorisiert während der Navigation gezeigt. Die wenigen Studien, experimentell für die Priorisierung cue bei Reptilien während der Navigation Testen verwendet haben unterschiedliche Paradigmen und Arten, die Verallgemeinerungs über räumliches Lernen und Gedächtnis in dieser taxonomischen Gruppe auszuschließen neigt. Um jedoch das Testgerät und Protokoll zu standardisieren, zumindest innerhalb einer Art und zwischen den Studien, werden bei der Sondierung für Verallgemeinerungen im räumlichen Lernen und Gedächtnis unterstützen. Sobald diese Stiftung gegründet wurde, andere, detailliertere Anwendungen des Protokolls angemessen wäre. Für instance, offensichtlicher lokale Cues oder Verringerung der Zuverlässigkeit der räumlichen Informationen während des Trainings die Einführung einer größeren Abhängigkeit von unter Verwendung von lokalen Signale für die Navigation innerhalb des Labyrinths hervorrufen kann. Auch können die Geschlechter Cues unterschiedlich zu priorisieren, so dass die Bewertung Frauen diese Aufgabe auch interessant inter Unterschiede in Cue Priorisierung beleuchten kann. Änderungen wie diese können zeigen, wie die Ausgeprägtheit und Stabilität der sowohl räumlich als auch lokale Signale können Cue-Priorisierung im Speicher und anschließende Rückruf und die Verwendung dieser Signale während der Navigation zu modulieren.

Viele neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer Gegenwart mit einer fortschreitenden Abnahme der kognitiven Fähigkeiten, in der Regel mit dem Abbau des Gehirns 1-4 gleichzeitige. Um zu testen, um den Einfluss der Hirnschädigung und Abbau auf kognitive Prozesse, hat die klinische Forschung, die Vorteile des Modells Nagetieren genutzt und Standardisierung der Testvorrichtung und Protokoll. Insbesondere haben die räumliche Lern- und Gedächtnisprozesse über mehrere Standard Paradigmen wie der Morris - Wasserlabyrinth bewertet worden, Barnes Labyrinth und radialen Arm Labyrinth (für eine umfassende Überprüfung dieser und anderer Paradigmen, siehe 5,6). Die reiche Geschichte dieser räumlichen Lernen und Gedächtnis Paradigmen hat recht erfolgreich erwiesen, so dass die Forscher viele der Facetten und Nuancen der Beziehung zwischen menschlichen Gedächtnis, Gehirnfunktion und Krankheit zu verstehen. Während Beurteilung der kognitiven Prozesse hat in der klinischen Forschung untersucht worden zu beendene einige Zeit, die Forschung auf die kognitiven Fähigkeiten von nonmodel Spezies gerichtet ist relativ neu. Forscher Kognition in nonmodel Arten zu studieren sind in der Regel interessieren sich für die ökologische und evolutionäre Bedeutung von kognitiven Prozessen, insbesondere im Zusammenhang mit Überleben und ihre Vermehrung. Einige Studien in Reptilien haben vorgeschlagen, dass fortgeschrittenen kognitiven Fähigkeiten, insbesondere das räumliche Gedächtnis, einige Verhaltensweisen zugrunde liegen können, insbesondere in Bezug auf Navigation und Orientierung. Doch während viele Studien gezeigt haben , dass Reptilien nach Verdrängung 7,8, die kognitiven Mechanismen Verhalten haben zugrunde liegenden Umorientierung umorientieren kann noch nicht gehänselt auseinander. Aus diesem Grund haben einige Studien versucht experimentell während der Navigation 9-17 die Bedeutung der räumlichen Lernen und Gedächtnis zu bewerten. Die Methodik in diesen Studien werden vor allem nach dem Nagetier Paradigmen und Protokolle modelliert, manchmal in Reptilien geändert für den Einsatz, aber diese Studienbei der Beurteilung des räumlichen Gedächtnisses haben unterschiedlichem Erfolg hatte. Einige Studien haben gezeigt , räumliches Lernen und Gedächtnis in einigen Arten 11-17 , während andere Studien keinen Beweis für eine solche 9,10 gefunden. Somit ist die Rolle oder das Vorhandensein von räumlichen Lernen und Gedächtnis bei der Navigation in Reptilien noch unklar. Ein Problem, das problematisch sein kann, wenn experimentell räumliches Lernen und Gedächtnis bei Reptilien Bewertung ist die ökologische Relevanz der Aufgabe. Reptilien sind eine spezielle taxonomischen Gruppe ganz verschieden von Nagetieren, große Variation in den Bereichen Ökologie, Verhalten zeigen und Physiologie. Die Unterschiede im Verhalten über Reptilien-Spezies könnte möglicherweise Beurteilung der räumlichen kognitiven Fähigkeiten auswirken, insbesondere wenn das Paradigma nicht tippen in ein natürliches Verhalten verwendet. Zum Beispiel in einer Spezies, die Zuflucht der Regel in kleinen Spalten sucht, räumliche Fähigkeiten leicht beurteilt werden kann, kein Barnes Labyrinth während dieses Labyrinth verwendet, kann die ideale Wahl sein Paradigmain einer Art, die typischerweise unbeweglich bleibt. Ebenso sind die meisten squamate Reptilien sind nicht Wasser und damit das Wasserlabyrinth Morris kann nicht die richtige Wahl für die Prüfung räumliches Lernen und Gedächtnis sein (siehe jedoch 15); jedoch kann dieses Labyrinth zu einer idealen Wahl für die Prüfung räumliche Fähigkeiten in Schildkröten 16 Jahre alt sein. Schließlich muss die Physiologie dieser Gruppe berücksichtigt werden, wie Reptilien ectothermic und die richtige Temperatur Wartung sind, insbesondere des Substrats, müssen während des Prüfvorgangs berücksichtigt werden. Das Protokoll und Paradigma hier vorgestellt wurden verwendet für räumliches Lernen und Gedächtnis in der Erwachsenenneben gestromt Eidechsen (Uta stansburiana) 13, eine kleine Eidechse zu sondieren , die typischerweise flieht vor Räubern in kleine Spalten in den Felsen 18. Das Wissen um diesen Aspekt der Naturgeschichte und Verhalten der Art, verwendeten wir eine Modifikation des traditionellen Barnes Labyrinth für räumliches Lernen und Gedächtnis zu testen. Die Barnes Labyrinth isa trocken Land Labyrinth und in der Regel zum Testen von Raumkognition in Nagetiermodellen verwendet. Wir modifizierten unsere maze auf verschiedene Weise aus dem Nagetier maze, in Design und Protokoll (unten beschrieben). Unser Labyrinth bestand aus einer kreisförmigen Plattform mit 10 Löchern äquidistant voneinander entlang des Umfangs der Plattform (Abbildung 1). Das hier beschriebene Protokoll beinhaltet ein Thema in der Ausbildung Studien teilnahmen, die Position eines Ziel-Loch zu lernen, dann, wenn das Thema die Position des Ziel Loch lernt, wird eine Sonde Versuch zu ermitteln, das räumliche Gedächtnis Verwendung während der Navigation zum Ziel verwendet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Barnes maze</td>
			<td style="width:239px;">TSE Systems</td>
			<td style="width:176px;">302050-BM/M</td>
			<td style="width:183px;">Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Heat tape</td>
			<td>Big Apple Pet Supply</td>
			<td></td>
			<td>May also use a small space heater situated on the floor under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pet keeper for small animals</td>
			<td>Petco</td>
			<td>1230204</td>
			<td>Housing enclosure that can be mounted under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nickel plated shelf support pegs</td>
			<td>Newegg</td>
			<td>241941</td>
			<td>Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LifeCam Studio webcam</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Q2F-00013</td>
			<td>Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Tracking software</td>
			<td style="width:239px;">Code custom written for Matlab 
			and the Image Toolbox</td>
			<td></td>
			<td>Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing spatial learning and memory in small squamate reptiles

Die klinische Forschung hat eine Vielzahl von Paradigmen Leveraged kognitiven Fähigkeiten zu beurteilen, häufig räumliches Lernen und Gedächtnis Fähigkeiten abzielen. Allerdings ist das Interesse in den kognitiven Prozessen von nonmodel Spezies, in der Regel in einem ökologischen Kontext hat auch ein aufstrebender Bereich der Studie werden. Insbesondere das Interesse an den kognitiven Prozessen bei Reptilien wächst, obwohl experimentelle Untersuchungen zur Reptilien- Erkenntnis spärlich sind. Die wenigen Studien, die reptilien für räumliches Lernen und Gedächtnis experimentell getestet haben, haben Nagetier Paradigmen für den Einsatz in Reptilien modifiziert verwendet. Allerdings ökologisch wichtige Aspekte der Physiologie und Verhalten dieser taxonomischen Gruppe muss berücksichtigt werden, wenn für raumbezogene Erkenntnis zu testen. Hier beschreiben wir Änderungen des Trockenen Barnes Labyrinth und die damit verbundenen Testprotokoll, das die Leistung verbessern kann, wenn für räumliches Lernen und Gedächtnis Fähigkeit, in kleinen squamate Reptilien Sondieren. Das beschriebene Paradigma und Proverfahren wurden erfolgreich mit männlichen Seite-blotched Eidechsen (Uta stansburiana) verwendet, was zeigt , dass räumliches Lernen und Gedächtnis kann mit einem ökologisch relevanten Gerät und Protokoll in dieser taxonomischen Gruppe beurteilt werden.

Dieses Protokoll ermöglicht die experimentelle Bestimmung der räumlich basierte Navigation in kleinen Eidechsen. Eine frühere Studie erfolgreich verwendet dieses Protokoll für die räumliche Navigation in der männlichen Seite-blotched Eidechsen Sonde 13. In diesem speziellen Studie waren Männer geschult, um ein Ziel Loch zu navigieren, und sobald Kriterium erreicht wurde, Fortschritte in eine Sonde Studie die Hinweise priorisiert zu beurteilen, wenn sie auf ein Ziel Loch navigieren. Die repräsentativen Ergebnisse aus dieser Studie präsentierten, zeigen, dass, während die Eidechsen die Position des Ziel hat erfahren, die Zahl der Ausbildungsversuche benötigt Kriterium für jeden einzelnen zu erreichen war sehr unterschiedlich und reichte von 17 bis 81 Trainings Studien (Durchschnitt: 48,29 ). Aufgrund der variablen Anzahl von Trainingsversuche Kriterium für Personen zu erreichen, wurden Versuche in Quartile eingeteilt und gemittelt. Über mehrere Trainingsversuche individuals dauerte weniger Zeit , um das Ziel - Loch zu finden, vor allem zwischen dem ersten und dem vierten Quartil der Ausbildung Studien, was darauf hinweist , dass Probanden , die Position des Ziel - Loch erlernten (p = 0,012, Abbildung 2). Während der Sonde Studien wurde das Labyrinth so widersprüchliche lokalen und räumlichen Informationen gedreht. Personen , ging an das räumlich richtige Ziel Loch mit einer Rate gut besser als Chance (p &lt;0,001, Abbildung 3) und eine Mehrheit der Zeit in der räumlich richtigen Quadranten des Labyrinths (p &lt;0,001) ausgegeben, was darauf hinweist , dass die räumliche Cues priorisiert wurden während der Navigation. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig1.jpg" /> Abbildung 1. Barnes Maze Design für kleine Eidechsen. Ein Barnes Labyrinth (Durchmesser 106 cm), erhöhte 76,2 cm aus dem Boden. Zehn äquidistanten Ziel Löcher entlang des Umfangs angeordnet und in einem Abstand 26 cm auseinander. Ziel Löcher sind 2,54 cm im Durchmesser sma zu ermöglichen,<html> ll Eidechsen in den Käfig unter dem Tisch montiert abzusteigen. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55103/55103fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55103/55103fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig2.jpg" /> Abbildung 2. Training Trials. Latenz (n) ± SEM zu finden, das Ziel Loch während des Trainings Studien (n = 7 Individuen pro Quartil). Aufgrund der variablen Anzahl von Trainingsversuche Kriterium für Personen zu erreichen, wurden Versuche in Quartil Lernblöcke unterteilt und gemittelt. Personen zeigten eine Verringerung der Latenzzeit das Ziel Loch zu finden, die am deutlichsten zwischen dem ersten und dem vierten Quartil der Ausbildung Studien (p = 0,012), was darauf hinweist, dass Personen, die Position des Ziel-Loch wurden zu lernen. Die Daten aus Ladage et al. 2012.ig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig3.jpg" /> Abbildung 3. Probe Trials. Die Anzahl der Fehler, bevor die räumlich korrekte Ziel Loch Wahl + SEM (n = 7). Einzelpersonen wählte nonrandomly die räumlich korrekte Ziel Loch während Sonde Studien (p &lt;0,001), was eine räumliche Strategie während der Navigation verwendet wurde. Die gestrichelte Linie stellt Chance Leistung. Die Daten aus Ladage et al. 2012 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55103/55103fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55103/55103fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

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.

Die Beurteilung räumliches Lernen und Gedächtnis in Klein squamate Reptilien

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

assessing-spatial-learning-and-memory-in-small-squamate-reptiles

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

7.1K Aufrufe.  Penn State Altoona. 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.

Serie: Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

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.

C. elegans Positive Butanone Learning, kurzfristige und langfristige Assoziative Speicher Assays

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

Forschung

Neurowissenschaften

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.

Assaying Bewegungsapparat, Lernen und Gedächtnis Defizite in Drosophila Modelle von Neurodegeneration

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

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

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

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

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

Morris Water Maze-Test für Lern-und Gedächtnisstörungen bei Alzheimer-Modell Mäuse

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

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted virtual 3D environments, track a participants' behavioral performance within the virtual environment and synchronize with external devices for physiological and neuroimaging measures, including electroencephalogram and eye tracking.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables continuous, noninvasive, and portable monitoring of changes in cerebral blood oxygenation related to human brain functions2-7. Over the last decade fNIR is used to effectively monitor cognitive tasks such as attention, working memory and problem solving7-11. fNIR can be implemented in the form of a wearable and minimally intrusive device; it has the capacity to monitor brain activity in ecologically valid environments. 
Cognitive functions assessed through task performance involve patterns of brain activation of the prefrontal cortex (PFC) that vary from the initial novel task performance, after practice and during retention12. Using positron emission tomography (PET), Van Horn and colleagues found that regional cerebral blood flow was activated in the right frontal lobe during the encoding (i.e., initial na&iuml;ve performance) of spatial navigation of virtual mazes while there was little to no activation of the frontal regions after practice and during retention tests. Furthermore, the effects of contextual interference, a learning phenomenon related to organization of practice, are evident when individuals acquire multiple tasks under different practice schedules13,14. High contextual interference (random practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a non-sequential, unpredictable order. Low contextual interference (blocked practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a predictable order.
Our goal here is twofold: first to illustrate the experimental protocol design process and the use of MazeSuite, and second, to demonstrate the setup and deployment of the fNIR brain activity monitoring system using Cognitive Optical Brain Imaging (COBI) Studio software15. To illustrate our goals, a subsample from a study is reported to show the use of both MazeSuite and COBI Studio in a single experiment. The study involves the assessment of cognitive activity of the PFC during the acquisition and learning of computer maze tasks for blocked and random orders. Two right-handed adults (one male, one female) performed 315 acquisition, 30 retention and 20 transfer trials across four days. Design, implementation, data acquisition and analysis phases of the study were explained with the intention to provide a guideline for future studies.

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments. Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables noninvasive and portable monitoring of cerebral blood oxygenation changes. This paper summarizes collective use of MazeSuite and fNIR within a cognitive processing learning paradigm.

Mit MazeSuite und Functional Near Infrared Spectroscopy man Lernen in Spatial Navigation

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted ...

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.

Optische Aufnahme überschwellige neuronale Aktivität mit Single-Cell-und Single-Spike Auflösung

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

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing

Glucose metabolism is a useful marker for local neural activity, forming the basis of methods such as 2-deoxyglucose and functional magnetic resonance imaging. However, use of such methods in animal models requires anesthesia and hence both alters the brain state and prevents behavioral measures. An alternative method is the use of in vivo microdialysis to take continuous measurement of brain extracellular fluid concentrations of glucose, lactate, and related metabolites in awake, unrestrained animals. This technique is especially useful when combined with tasks designed to rely on specific brain regions and/or acute pharmacological manipulation; for example, hippocampal measurements during a spatial working memory task (spontaneous alternation) show a dip in extracellular glucose and rise in lactate that are suggestive of enhanced glycolysis1-3,4-5, and intrahippocampal insulin administration both improves memory and increases hippocampal glycolysis6. Substances such as insulin can be delivered to the hippocampus via the same microdialysis probe used to measure metabolites. The use of spontaneous alternation as a measure of hippocampal function is designed to avoid any confound from stressful motivators (e.g. footshock), restraint, or rewards (e.g. food), all of which can alter both task performance and metabolism; this task also provides a measure of motor activity that permits control for nonspecific effects of treatment. Combined, these methods permit direct measurement of the neurochemical and metabolic variables regulating behavior.

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing

Modulation of hippocampally-dependent spatial working memory by direct intrahippocampal microinjection, accompanied and followed by in vivo microdialysis for metabolites in conscious, behaving animals.

Hippocampus Insulin Mikroinjektion und<em&gt; In vivo</em&gt; Microdialysis Während Spatial Memory Testing

Glucose metabolism is a useful marker for local neural activity, forming the basis of methods such as 2-deoxyglucose and functional magnetic resonance ...

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.

In vivo optogenetische Stimulation des Nager 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 ...

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.

Ein lateralisierte Geruch-Lern-Modell in neugeborenen Ratten zum Präparieren Neural Circuitry Underpinning Gedächtnisbildung

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

Immunohistochemical Visualization of Hippocampal Neuron Activity After Spatial Learning in a Mouse Model of Neurodevelopmental Disorders

Induction of phosphorylated extracellular-regulated kinase (pERK) is a reliable molecular readout of learning-dependent neuronal activation. Here, we describe a pERK immunohistochemistry protocol to study the profile of hippocampal neuron activation following exposure to a spatial learning task in a mouse model characterized by cognitive deficits of neurodevelopmental origin. Specifically, we used pERK immunostaining to study neuronal activation following Morris water maze (MWM, a classical hippocampal-dependent learning task) in Engrailed-2 knockout (En2-/-) mice, a model of autism spectrum disorders (ASD). As compared to wild-type (WT) controls, En2-/- mice showed significant spatial learning deficits in the MWM. After MWM, significant differences in the number of pERK-positive neurons were detected in specific hippocampal subfields of En2-/- mice, as compared to WT animals. Thus, our protocol can robustly detect differences in pERK-positive neurons associated to hippocampal-dependent learning impairment in a mouse model of ASD. More generally, our protocol can be applied to investigate the profile of hippocampal neuron activation in both genetic or pharmacological mouse models characterized by cognitive deficits.

We describe an immunohistochemistry protocol to study the profile of hippocampal neuron activation following exposure to a spatial learning task in a mouse model characterized by cognitive deficits of neurodevelopmental origin. This protocol can be applied to both genetic or pharmacological mouse models characterized by cognitive deficits.

Immunhistochemische Visualisierung von Hippocampus-Aktivität nach Spatial Learning in einem Mausmodell für neurologische Entwicklungsstörungen

Induction of phosphorylated extracellular-regulated kinase (pERK) is a reliable molecular readout of learning-dependent neuronal activation. Here, we ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model organisms such as the fruit fly, Drosophila melanogaster. Drosophila is useful for understanding the basic neurobiology underlying cognitive deficits resulting from mutations in genes associated with human cognitive disorders, such as intellectual disability (ID) and autism. This work describes a methodology for testing learning and memory using a classic paradigm in Drosophila known as courtship conditioning. Male flies court females using a distinct pattern of easily recognizable behaviors. Premated females are not receptive to mating and will reject the male&#39;s copulation attempts. In response to this rejection, male flies reduce their courtship behavior. This learned reduction in courtship behavior is measured over time, serving as an indicator of learning and memory. The basic numerical output of this assay is the courtship index (CI), which is defined as the percentage of time that a male spends courting during a 10 min interval. The learning index (LI) is the relative reduction of CI in flies that have been exposed to a premated female compared to na&#239;ve flies with no previous social encounters. For the statistical comparison of LIs between genotypes, a randomization test with bootstrapping is used. To illustrate how the assay can be used to address the role of a gene relating to learning and memory, the pan-neuronal knockdown of Dihydroxyacetone phosphate acyltransferase (Dhap-at) was characterized here. The human ortholog of Dhap-at, glyceronephosphate O-acyltransferase (GNPT), is involved in rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, an autosomal-recessive syndrome characterized by severe ID. Using the courtship conditioning assay, it was determined that Dhap-at is required for long-term memory, but not for short-term memory. This result serves as a basis for further investigation of the underlying molecular mechanisms.

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

This protocol describes a Drosophila learning and memory assay called courtship conditioning. This classic assay is based on a reduction of male courtship behavior after sexual rejection by a non-receptive premated female. This natural form of behavioral plasticity can be used to test learning, short-term memory, and long-term memory.

Drosophila Courtship Conditioning Als Maß für Lernen und Gedächtnis

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...