Name: morris water maze test for learning and memory deficits in alzheimer's disease model mice
Uploaded: 2011-07-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
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Este trabajo fue financiado por los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR), la familia Townsend, y Brown y Jack Investigación de la Familia Alzheimer de la Fundación (a WAS). WS es el titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en la enfermedad de Alzheimer. PL fue apoyado por una NSERC Premio Alexander Graham Bell Canada Becas de Posgrado de Investigación Doctoral y un Michael Smith Fundación para la Beca de Investigación en Salud de Posgrado Superior.

1. Preparación <ol><li> Equipo de preparación <ol><li> Obtener una piscina circular con un diámetro de 150 cm y una profundidad de 50 cm (Fig. 1). Si el uso de ratones negro, un grupo blanco se debe utilizar, si se utiliza el ratón blanco, un charco negro se debe utilizar. </li><li> Organizar la sala de tal manera que el animal se está probando no puede ver el experimentador durante la prueba. Esto se puede lograr con cortinas o mamparas. </li><li> Coloque las señales de alto contraste espacial de la habitación, y / o en el interior de la piscina en un lugar que estaría por encima de la superficie del agua. </li><li> Coloque una plataforma de 10 cm de diámetro en la piscina - blanco para una piscina de color blanco, de plexiglás transparente de un charco negro. Llenar la piscina con el agua hasta que la plataforma es de 1 cm por encima de la superficie del agua. Deje que el agua alcance la temperatura ambiente (22 ° C). Dependiendo de la temperatura del agua que puede tomar de uno a tres días, o alternativamente de agua caliente se puede agregar a acelerar el equilibrio. </li></ol></li><li> Software de preparación de <ol><li> Calibrar la piscina en el software del ordenador para que la cámara puede crear información de la distancia física de la información basadas en píxeles. Divida el grupo en 4 cuadrantes. Especificar la zona de la plataforma como una zona de variables que pueden cambiar con cada ensayo. Crear cinco subzonas de la plataforma - una en cada cuadrante, y uno en el centro de la piscina. Guardar la calibración y el uso que para el resto de días de prueba. (Ver Fig. ejemplo. 2). </li><li> Establecer el tiempo de la prueba máxima de 60 seg. Si el ratón se encuentra la plataforma antes de este tiempo, el programa de software para detener el ensayo cuando la plataforma se encuentra. </li><li> Especificar el programa para comenzar el seguimiento de forma automática, cuando el experimentador sale de la zona de pruebas. Utilizar cualquier &quot;reflejo la reducción al mínimo&quot; las opciones de su paquete de software proporciona. </li><li> Longitud de la pista camino, la latencia de escape, y el tiempo dedicado en cada cuadrante. </li></ol></li></ol> 2. Día 1: Plataforma Visible <ol><li> Programa de ordenador <ol><li> Cargar la calibración de la piscina en el software de seguimiento. </li><li> Crear cinco ensayos, con un intervalo entre ensayos apropiados para su experimento. Programa de la localización de la plataforma y la dirección de partida difieran con cada ensayo. Ver Tabla 1 para un protocolo de ejemplo. </li></ol></li><li> El procedimiento de prueba <ol><li> La transferencia de los ratones de sus facilidades de vivienda a la sala de conducta. Mantener a los ratones en una zona donde no pueden ver la piscina o el entorno espacial. Vamos a adaptarse al nuevo entorno por lo menos 30 minutos antes del ensayo. </li><li> Colocar una bandera en la plataforma para aumentar su visibilidad. </li><li> Para comenzar la prueba, levantar el ratón de la jaula por la base de la cola. Apoyar el mouse a medida que llega a la zona de pruebas. Levantar el ratón por la base de la cola, coloque suavemente el ratón en el agua, frente a la orilla de la piscina. Rápidamente salir de la zona de pruebas. </li><li> Si el ratón se encuentra la plataforma antes de la 60 segundos de corte, permiten el ratón para permanecer en la plataforma de 5 segundos y luego devolverlo a su jaula. Si el ratón no se encuentra la plataforma, coloque el ratón en la plataforma y permitir que permanezca allí durante 20 segundos antes de volver a su jaula. </li><li> Repita este procedimiento para todos los ratones en el camino. Comience cada estudio posterior con una localización de la plataforma y dirección diferentes de partida, como usted ha programado en su software. </li><li> Cuando finalice la prueba, volver a los ratones a los servicios de vivienda. Los ratones se secó y normotermia está asegurada antes de regresar a las instalaciones de los animales. </li><li> En preparación para el día siguiente, quite la bandera de la plataforma y agregue más agua a la piscina para sumergir la plataforma de 1 cm por debajo de la superficie. </li></ol></li></ol> 3. Días 2-5: plataforma oculta <ol><li> Programa de ordenador <ol><li> Cargar la calibración de la piscina en el software de seguimiento. </li><li> Crear cinco ensayos, con un intervalo entre ensayos apropiados para su experimento. Programa de la localización de la plataforma de permanecer en la misma posición en todas las pruebas y los días, pero la dirección de partida son diferentes en cada prueba, cada día. </li></ol></li><li> El procedimiento de prueba <ol><li> Para los ratones negro, añade que no es tóxico, pintura blanca, en polvo temperatura de la piscina y mezclar bien. Use suficiente pintura de tal manera que la plataforma sumergida no es visible desde la superficie del agua. Para ratones blancos, un charco negro con agua limpia y una plataforma de plexiglás transparente debe ser utilizado. </li><li> Siga los pasos 2.2.3 a 2.2.6. </li></ol></li></ol> 4. Día 6: Sonda de prueba <ol><li> Programa de ordenador <ol><li> Cargar la calibración de la piscina en el software de seguimiento. </li><li> Crear una prueba con ninguna zona de la plataforma, y ​​una dirección de partida. La dirección de partida más lejano del cuadrante plataforma utilizada en los días 2-5 se prefiere. Establecer la longitud de pista a 60 segundos. </li></ol></li><li> El procedimiento de prueba <ol><li> Retire la plataforma de la piscina. </li><li> Siga los pasos 2.2.3 a 2.2.6. </li></ol></li></ol> 5. Análisis de los datos <ol><li> Para cada día y cada media del ratón, el 5 pruebas para dar una longitud de trayectoria única y la latencia de escape para cada sujeto de la prueba. Calcular el error combinado adecuadamente. Para el día 6, sólo tiene que recoger la longitud del camino, la latencia de escape, y el tiempo invertido en el cuadrante de la plataforma para cada ratón. </li><li> Si existe cualquier diferencia entre los grupos en el día 1, lo más probable es un problema de visión en lugar de aprendizaje y la memoria. Sólo procederá con el análisis si no se observan diferencias en el día 1. </li><li> Comparar las curvas de aprendizaje para los días 2-5 con estadísticas apropiadas para el conjunto de datos. Una curva más pronunciada representa más rápida adquisición de la tarea; una curva menos profunda representa un déficit en la adquisición de la tarea. Los datos del día 2 al día 5 se analizan mediante ANOWA. </li><li> Para el día 6, comparar el porcentaje de tiempo en el cuadrante de la plataforma previamente aprendidas, utilizando las estadísticas apropiadas para el conjunto de datos. Un mayor porcentaje de tiempo en el cuadrante de la plataforma se interpreta como un mayor nivel de retención de la memoria. </li></ol> 6. Resultados representante Hemos utilizado la prueba del laberinto acuático de Morris para examinar el efecto hipoxia sobre patogénesis de la EA (7) y el ácido valproico (VPA) &#39;s potencial farmacéutico para el tratamiento de EA (6) en ratones transgénicos modelo de AD. La Figura 3 es el resultado representativo que en nuestro estudio sobre el efecto de VPA en los déficits de memoria en el modelo AD APP23 ratón (6). El día 1 (pruebas visibles de la plataforma), no hay diferencia entre el VPA grupos de tratamiento y de control de la latencia (Fig. 3A) y la longitud del camino (Fig. 3) lo que indica que ambos grupos tienen motor similar y las capacidades visuales. De esto podemos suponer que los ratones son capaces de ver la bandera de la plataforma y las pistas en los alrededores de medio ambiente, y pueden nadar aceptablemente. Para los días 2-5 (Día 1 a 4 de los ensayos plataforma oculta), el ejemplo muestra una diferencia en la latencia de escape (Fig. 3C) y longitud de la trayectoria (Fig. 3D) entre los grupos, lo que sugiere que los ratones tratados con VPA se desempeñaron significativamente mejor que los controles con el tiempo. Los resultados rastro de la sonda en el último día (día 6) muestran que el número de veces que los ratones viajaron en el tercer cuadrante, donde se colocó la plataforma oculta con anterioridad, fue significativamente mayor con el tratamiento con VPA en comparación con el control (Fig. 3E). Estos datos indican que el tratamiento con VPA mejora significativamente el déficit de la memoria se ve en APP23 ratones. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig1.jpg" alt="Figura 1"/> Figura 1. La configuración del equipo para el agua de Morris laberinto visible días plataforma de pruebas. La piscina está a salvo de que el experimentador con separadores de ambiente. Entorno espacial se encuentran en las paredes, y tal vez colocado en el interior de la piscina, por encima de la superficie del agua, si lo desea. La piscina se llena de agua clara, con la plataforma situada 1 cm por encima de la superficie. Una bandera se ha colocado en la plataforma para mejorar la visibilidad. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig2.jpg" alt="Figura 2"/> Figura 2. Captura de pantalla del laberinto-Cualquier ™ Sistema de Seguimiento de vídeo que demuestra la calibración de la piscina. La piscina se ve desde arriba por una cámara de seguimiento en blanco y negro analógico con un digitalizador RTV24. Varias zonas se definen en el software y el total se divide en cuatro cuadrantes. Una quinta, zona de la plataforma se introduce que puede variar entre los ensayos, con cinco ubicaciones posibles: NO, NE, SW, SE o Centro. Una línea de calibración (línea marcada en el centro) se agrega para permitir que el software para convertir distancias de píxeles en las distancias físicas. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig3.jpg" alt="Figura 3"/> Figura 3. Los resultados representativos para el laberinto acuático de Morris. El 7 meses APP23 ratones transgénicos portadores de genes humanos mutantes sueco APP fueron probados después de un mes de la vida diaria VPA (n = 30 ratones) o una solución vehículo (n = 30 ratones) inyecciones. (A) Durante el primer día de pruebas de la plataforma visible, el VPA tratamiento y control de ratones expuestos APP23 una latencia similar a escapar a la plataforma visible. P&gt; 0,05 por estudiante de la t-test. (B) El VPA-tratamiento y de control APP23 ratones tenían similares distancias de natación antes de escapar a la plataforma visible en la prueba de plataforma visible. P&gt; 0,05 por estudiante de la t-test. (C) En las pruebas de plataforma oculta, VPA tratados APP23 ratones mostraron una latencia más corta para escapar a la plataforma oculta en el 3 º y 4 º día, P &lt;0,001 por ANOVA. (D) VPA-tratados APP23 ratones tenía una longitud más corta nadar antes de escapar a la plataforma oculta en el 3 º y 4 º día, P &lt;0.01 por ANOVA. (E) En el ensayo de la sonda en el día sexto, el VPA-tratados APP23 ratones viajó en el tercer cuadrante, donde se colocó la plataforma oculta anteriormente, los tiempos significativamente más que los controles. * P &lt;; 0,005 por estudiante de la t-test. (Adaptado y reimpreso de la Revista de Medicina Experimental 205, 2781-2789, 2008, Rockefeller University Press, publicado originalmente en J. Exp Med doi:... 10.1084/jem.20081588) (6). <table border="1"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td colspan="2"> Día 1 </td><td> Día 2 </td><td> Día 3 </td><td> Día 4 </td><td> Día 5 </td><td> Día 6 </td></tr><tr><td></td><td> Plataforma de localización </td><td> Dirección de partida </td><td colspan="4"> Ubicación de la plataforma: SW ubicación inicial de la siguiente manera: </td><td> Ninguna otra plataforma. </td></tr><tr><td> Prueba 1 </td><td> SO </td><td> S </td><td> W </td><td> N </td><td> N </td><td> E </td><td> N </td></tr><tr><td> Ensayo 2 </td><td> Noroeste </td><td> N </td><td> S </td><td> W </td><td> E </td><td> S </td><td></td></tr><tr><td> Prueba de 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> Ensayo 4 </td><td> Centro </td><td> E </td><td> E </td><td> W </td><td> S </td><td> E </td><td></td></tr><tr><td> Prueba de 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> Tabla 1. Muestra de agua laberinto del protocolo * * Tenga en cuenta cómo tanto la posición de la plataforma y cambiar de dirección a partir del día 1, mientras que en los días 2-5 de la posición de la plataforma se mantiene constante, mientras que los cambios de dirección de partida. El día 6, no hay una plataforma y un único ensayo. La dirección de partida para el día 6 es el más alejado de la ubicación de la plataforma anterior (SW), de modo que los ratones tienen que viajar una cierta distancia antes de entrar en el cuadrante de la plataforma previamente aprendidas.

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	<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>

Todos los experimentos se realizaron de acuerdo con la Universidad británica de Atención Animal de Columbia y el empleo y las directrices CIHR.

Edad, sexo, especie, variedad y las diferencias influyen en el rendimiento MWM (8). Los estudios indican que los ratones de edad tienen un desempeño pobre en el MWM, mientras que los roedores machos se desempeñan mejor que las mujeres, además, flotante es más pronunciada en los ratones que las ratas (9, 10). Por lo tanto, estos elementos deben ser equiparados en todas las pruebas. La evidencia también sugiere que los animales estresados ​​tienen un rendimiento en el MWM (11), los factores ambientales que por lo tanto puede causar estrés, como la temperatura, la luz y el ruido, deben ser controlados y se mantiene constante durante la tarea.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nombre del reactivo </th><th> Empresa </th><th> Comentarios (opcional) </th></tr><tr><td> Vídeo AnyMaze Sistema de Seguimiento </td><td> Empresa Stoelting </td><td></td></tr><tr><td> Pintura al temple </td><td> Reeves y Poole Grupos </td><td> Blanco, en polvo </td></tr></tbody></table>

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

El laberinto acuático de Morris (MWM) se estableció por primera vez por el neurocientífico Richard G. Morris en 1981 para poner a prueba el aprendizaje dependiente del hipocampo, incluyendo la adquisición de memoryand espacial a largo plazo la memoria espacial 1. El MWM es un procedimiento relativamente simple que suele estar compuesta de seis días de prueba, la principal ventaja es la diferenciación entre el espacio (plataforma oculta) y no espaciales (visible de la plataforma) las condiciones de 4.2. Además, el entorno de prueba MWM reduce la interferencia olor ruta 5. Esto ha llevado a la tarea de ser utilizado ampliamente en el estudio de la neurobiología y neurofarmacología de aprendizaje espacial y la memoria. El MWM juega un papel importante en la validación de modelos de roedores para los trastornos neurocognitivos como la enfermedad de Alzheimer 6, 7. En este protocolo, se discutió el procedimiento típico de MWM para el aprendizaje y la memoria de las pruebas y análisis de datos de uso común en ratones la enfermedad de Alzheimer modelo transgénico.

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

El laberinto acuático de Morris es una tarea para poner a prueba el comportamiento dependiente del hipocampo aprendizaje y la memoria. Ha sido ampliamente utilizada en el estudio de la neurobiología, la neurofarmacología y trastornos neurocognitivos en modelos de roedores.

Agua Morris laberinto de prueba para los déficits de aprendizaje y memoria en ratones de Alzheimer modelo de enfermedad

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

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

127.1K vistas.  University of British Columbia. El laberinto acuático de Morris es una tarea para poner a prueba el comportamiento dependiente del hipocampo aprendizaje y la memoria. Ha sido ampliamente utilizada en el estudio de la neurobiología, la neurofarmacología y trastornos neurocognitivos en modelos de roedores.

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Shallow Water (Paddling) Variants of Water Maze Tests in Mice

When Richard Morris devised his water maze in 19817, most behavioral work was done in rats. However, the greater understanding of mouse genetics led to the mouse becoming increasingly important. But researchers found that some strains of mutant mice were prone to problems like passively floating or diving when they were tested in the Morris water maze11. This was unsurprising considering their natural habitat; rats swim naturally (classically, the "sewer rat"), whereas mice evolved in the dry areas of central Asia.
To overcome these problems, it was considered whether shallow water would be a sufficient stimulus to provide escape motivation for mice. This would also avoid the problems of drying the small creatures with a towel and then putting them in a heated recovery chamber to avoid hypothermia, which is a much more serious problem than with rats; the large ratio of surface area to volume of a mouse makes it particularly vulnerable to rapid heat loss.
Another consideration was whether a more natural escape strategy could be used, to facilitate learning. Since animals that fall into water and swim away from the safety of the shore are unlikely to pass on their genes, animals have evolved a natural tendency to swim to the edge of a body of water. The Morris water maze, however, requires them to swim to a hidden platform towards the center of the maze - exactly opposite to their evolved behavior. Therefore the paddling maze should incorporate escape to the edge of the apparatus. This feature, coupled with the use of relatively non-aversive shallow water, embodies the "Refinement" aspect of the "3 Rs" of Russell and Burch8.
Various types of maze design were tried; the common feature was that the water was always shallow (2 cm deep) and escape was via a tube piercing the transparent wall of the apparatus. Other tubes ("false exits") were also placed around the walls but these were blocked off. From the inside of the maze all false exits and the single true exit looked the same. Currently a dodecagonal (12-sided) maze is in use in Oxford, with 12 true/false exits set in the corners. In a recent development a transparent paddling Y-maze has been tested successfully.

Shallow Water Paddling Variants of Water Maze Tests in Mice

Mice can swim, but many strains appear to find this activity stressful. To overcome this problem mazes have been devised where escape from shallow water is used to motivate behaviour. These have been demonstrated to support learning at least as good as the traditional and widely used Morris water maze.

Variantes de agua poco profundos (para niños) de las pruebas de laberinto de agua en ratones

When Richard Morris devised his water maze in 19817, most behavioral work was done in rats. However, the greater understanding of mouse genetics led to ...

Investigación

Comportamiento

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.

De baja tensión Ruta de Aprendizaje Usando el laberinto Lashley III en ratones

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

Neurociencias

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For many patients afflicted with CNS and non-CNS malignancies, radiotherapy and chemotherapy offer the best options for disease control. These treatments however come at a cost, and nearly all cancer survivors (~11 million in the US alone as of 2006) incur some risk for developing cognitive dysfunction, with the most severe cases found in patients subjected to cranial radiotherapy (~200,000/yr) for the control of primary and metastatic brain tumors1. Particularly problematic are pediatric cases, whose long-term survival plagued with marked cognitive decrements results in significant socioeconomic burdens2. To date, there are still no satisfactory solutions to this significant clinical problem.
We have addressed this serious health concern using transplanted stem cells to combat radiation-induced cognitive decline in athymic rats subjected to cranial irradiation3. Details of the stereotaxic irradiation and the in vitro culturing and transplantation of human neural stem cells (hNSCs) can be found in our companion paper (Acharya et al., JoVE reference). Following irradiation and transplantation surgery, rats are then assessed for changes in cognition, grafted cell survival and expression of differentiation-specific markers 1 and 4-months after irradiation. To critically evaluate the success or failure of any potential intervention designed to ameliorate radiation-induced cognitive sequelae, a rigorous series of quantitative cognitive tasks must be performed. To accomplish this, we subject our animals to a suite of cognitive testing paradigms including novel place recognition, water maze, elevated plus maze and fear conditioning, in order to quantify hippocampal and non-hippocampal learning and memory. We have demonstrated the utility of these tests for quantifying specific types of cognitive decrements in irradiated animals, and used them to show that animals engrafted with hNSCs exhibit significant improvements in cognitive function3.
The cognitive benefits derived from engrafted human stem cells suggest that similar strategies may one day provide much needed clinical recourse to cancer survivors suffering from impaired cognition. Accordingly, we have provided written and visual documentation of the critical steps used in our cognitive testing paradigms to facilitate the translation of our promising results into the clinic.

Cognitive impairment resulting from the radiotherapeutic management of brain tumors represents a clinically intractable condition that adversely impacts quality of life. The capability to critically evaluate potential interventions for ameliorating radiation-induced cognitive decrements ultimately depends on the capability to undertake rigorous quantitative assessments of cognition.

Disminuye la cuantificación cognitivos causados ​​por la radioterapia craneal

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

Medicina

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, including neurocognitive disorders such as Alzheimer&#8217;s disease. However, the background strain of the mouse model used can have a substantial effect on the observed behavioral phenotype, with some strains exhibiting superior learning ability relative to others. To ensure differences between transgene negative and transgene positive mice can be detected, identification of a training procedure sensitive to the background strain is essential. Failure to tailor the MWM protocol to the background strain of the mouse model may lead to under- or over- training, thereby masking group differences in probe trials. Here, a MWM protocol tailored for use with the F1 FVB/N x 129S6 background is described. This is a frequently used background strain to study the age-dependent effects of mutant P301L tau (rTg(TauP301L)4510 mice) on the memory deficits associated with Alzheimer&#8217;s disease. Also described is a strategy to re-optimize, as dictated by the particular testing environment utilized.

This manuscript describes a Morris water maze (MWM) protocol tailored for use with a commonly used mouse model of Alzheimer's disease. The MWM is widely used in transgenic mouse models. Implementation of a procedure sensitive to the background strain of the mouse model is essential for detecting group differences.

Morris Water Maze Prueba: Optimización de ratón Colar y entorno de pruebas

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

Morris Water Maze Experiment

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered non-fat milk or non-toxic tempera paint, where they must swim to a hidden escape platform. Because they are in opaque water, the animals cannot see the platform, and cannot rely on scent to find the escape route. Instead, they must rely on external/extra-maze cues. As the animals become more familiar with the task, they are able to find the platform more quickly. Developed by Richard G. Morris in 1984, this paradigm has become one of the "gold standards" of behavioral neuroscience.

The Morris water maze is a well-accepted tool used to document the involvement of the hippocampus in a behavioral task.

Agua Morris laberinto Experimento

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered ...

Biología

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and validated for rat use. The Radial Water Tread (RWT) maze test of spatial memory (designed specifically for mice and requiring no swimming) has been shown previously to successfully distinguish between controlled cortical impact-induced TBI mice and sham controls. Here, a detailed protocol for this task is presented. The RWT maze capitalizes on the natural tendency of mice to avoid open areas in favor of hugging the sides of an apparatus (thigmotaxis). The walls of the maze are lined with nine escape holes placed above the floor of the apparatus, and mice are trained to use visual cues to locate the escape hole that leads out of the maze. The maze is filled with an inch of cold water, sufficient to motivate escape but not deep enough to require that the mouse swim. The acquisition period takes only four training days, with a test of memory retention on day five and a long-term memory test on day 12. The results reported here suggest that the RWT maze is a feasible alternative to rat-validated, swimming-based cognitive tests in the assessment of spatial memory deficits in mouse models of TBI.

Here we present a protocol for a mouse-specific test of cognition that does not require swimming. This test can be used to successfully distinguish controlled cortical impact-induced traumatic brain injury mice from sham controls.

Evaluación del deterioro de la memoria espacial en un modelo de ratón de lesión cerebral traumática utilizando un laberinto radial

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific research to assess the learning and memory of animals. Due to the extensive use of the MWM test, visual experimental protocols are essential for researchers. This manuscript uses the latest studies to introduce the protocol of the MWM test. Alzheimer&#8217; Disease (AD) is characterized by a progressive loss of memory and cognitive function. An alternative and complementary treatment used for AD is Manual Acupuncture (MA). To assess the learning and memory ability of AD model mice, the MWM test was conducted. The visible platform trial, hidden platform trial, probe trial, and reversal trial of MWM were used to evaluate spatial learning and memory ability. In the visible platform trial, the swimming speed and escape latency of mice in different groups was not significantly different. In the hidden platform and reversal trials, the AD group showed a long escape latency. The escape latency decreased significantly after the MA treatment. Low platform crossover number and the proportion of time in the SW quadrant in the probe trial increased after the MA treatment (p &#60; 0.05 or p &#60; 0.01). The results of the MWM tests suggest that MA can effectively improve the spatial learning and memory abilities of AD model mice. Rigorous experimental operations provided assurance of the reliability of the results.

Herein, a protocol to conduct the Morris water maze tests to evaluate the ability of learning and memory of Alzheimer&#8217;s Disease model mice and to assess the effect of manual acupuncture for treating them is described.

Análisis de la capacidad de aprendizaje y memoria en un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer usando el laberinto de agua Morris

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific ...

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

Motor y del hipocampo aprendizaje espacial dependiente y Evaluación de referencia a memoria en un modelo de rata transgénica de la enfermedad de Alzheimer con accidente cerebrovascular

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

A Needle Model for Vascular Cognitive Impairment Studies in Mice

A Mouse Model for Vascular Cognitive Impairment and Dementia Based on Needle-guided Asymmetric Bilateral Common Carotid Artery Stenosis

Vascular cognitive impairment and dementia (VCID) results from vascular brain injury. Given VCID&#39;s high incidence, which is expected to continue rising as the population ages, it is critical to establish a robust animal model for the disease. This paper presents a novel method of creating a mouse model of VCID that is based on asymmetric bilateral common carotid artery stenosis, which mimics human chronic cerebral hypoperfusion caused by carotid atherosclerosis.
Briefly, common carotid arteries (CCAs) are ligated to different gauge needles (32 G for the right CCA and 34 G for the left CCA) using 7-0 silk sutures followed by immediate needle removal. The remaining suture rings cause persistent blood flow reduction and long-term cognitive impairment associated with white matter injury, microinfarcts, and reactive gliosis, thus closely mimicking the pathogenesis of VCID. Importantly, in this needle model, the clinical representations do not revert with time, providing reliable long-term cognitive impairment. Moreover, the survival rate 24 weeks post surgery was 81.6%, which is higher compared to the other established models of VCID with a similar level of blood flow reduction.
Additional advantages include low material cost and compatibility with MRI to monitor brain injury in live animals since no metal is implanted. The main challenge in employing the needle model of VCID is the requirement for developing advanced surgical skills since mouse CCAs are less than 0.6 mm in diameter and are very fragile. High-quality visual representation of the surgery will thus help researchers to master this technique and advance our understanding of VCID, potentially leading to the development of novel therapeutic modalities to decrease the devastating cognitive decline associated with VCID.

The needle method of asymmetric bilateral common carotid artery stenosis is proposed to create a mouse model for vascular cognitive impairment and dementia. It results in longer-term outcomes compared to previously established models and is compatible with live MRI. Visual representation demonstrating the procedure provides guidance for mastering the surgery.

Vascular cognitive impairment and dementia (VCID) results from vascular brain injury. Given VCID&#39;s high incidence, which is expected to continue ...

The Morris Water Maze

The Morris water maze is one of the most widely used behavioral tests for studying spatial learning and memory. In the initial phases of this task, rodents must swim to a platform to escape from a pool of water. The platform is then hidden under the water&#8217;s surface, so that the animal is required to remember it&#8217;s location in order to escape.This simple yet powerful maze design can be used to assay cognitive function, study animal models of neurodegenerative disease, and test potential drug therapies.
This video provides an introduction to the Morris water maze and the principles surrounding its use, including a discussion of the different types of memory tested in the maze, important points to consider when designing and conducting this experiment, and the procedures for setup and running of the test. Several applications of the maze are examined, such as investigating how radiation treatment may lead to memory impairment. Finally, other types of water mazes, such as the 8-arm radial maze, are introduced to show how this paradigm can be adapted to engage different types of memory.

El laberinto acuático de Morris

The Morris water maze is one of the most widely used behavioral tests for studying spatial learning and memory. In the initial phases of this task, ...

Agua Morris laberinto de prueba para los déficits de aprendizaje y memoria en ratones de Alzheimer modelo de enfermedad

Resumen

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Capítulos en este video

Variantes de agua poco profundos (para niños) de las pruebas de laberinto de agua en ratones

De baja tensión Ruta de Aprendizaje Usando el laberinto Lashley III en ratones

Disminuye la cuantificación cognitivos causados por la radioterapia craneal

Morris Water Maze Prueba: Optimización de ratón Colar y entorno de pruebas

Agua Morris laberinto Experimento

Evaluación del deterioro de la memoria espacial en un modelo de ratón de lesión cerebral traumática utilizando un laberinto radial

Análisis de la capacidad de aprendizaje y memoria en un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer usando el laberinto de agua Morris

Motor y del hipocampo aprendizaje espacial dependiente y Evaluación de referencia a memoria en un modelo de rata transgénica de la enfermedad de Alzheimer con accidente cerebrovascular

A Mouse Model for Vascular Cognitive Impairment and Dementia Based on Needle-guided Asymmetric Bilateral Common Carotid Artery Stenosis

El laberinto acuático de Morris

Agua Morris laberinto de prueba para los déficits de aprendizaje y memoria en ratones de Alzheimer modelo de enfermedad

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Variantes de agua poco profundos (para niños) de las pruebas de laberinto de agua en ratones

De baja tensión Ruta de Aprendizaje Usando el laberinto Lashley III en ratones

Disminuye la cuantificación cognitivos causados ​​por la radioterapia craneal

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Análisis de la capacidad de aprendizaje y memoria en un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer usando el laberinto de agua Morris

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