אנו מודים קזואו נאקאנישי על עזרתו בתוכנית פיתוח תמונה TM לניתוח התנהגותי. מחקר זה נתמך על ידי מענק סיוע-in-למחקר גישוש (19653081), גרנט-in-Aid למחקר מדעי (ב) (21300121), גרנט-in-Aid למחקר מדעי על תחומי חדשני (רשת מקיפה מדעי המוח) מ משרד החינוך, המדע, הספורט והתרבות של יפן, מענק Neuroinformatics יפן מרכז (NIJC), מענקי מפסגת &amp; ציפור יפן מדע וטכנולוגיה הסוכנות (JST).

<ol>
	<li>Takao, K., Toyama, K., Nakanishi, K., Hattori, S., Takamura, H., Takeda, M., Miyakawa, T., Hashimoto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+long-term+memory+retention+and+working+memory+in+sdy+mutant+mice+with+a+deletion+in+Dtnbp1,+a+susceptibility+gene+for+schizophrenia.">Impaired long-term memory retention and working memory in sdy mutant mice with a deletion in Dtnbp1, a susceptibility gene for schizophrenia.</a> Mol. Brain. 1, 11-11 (2008).</li><li>Chen, C., Rainnie, D. G., Greene, R. W., Tonegawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+fear+response+and+aggressive+behavior+in+mutant+mice+deficient+for+alpha-calcium-calmodulin+kinase+II.">Abnormal fear response and aggressive behavior in mutant mice deficient for alpha-calcium-calmodulin kinase II.</a> Science. 266, 291-294 (1994).</li><li>Yamasaki, N., Maekawa, M., Kobayashi, K., Kajii, Y., Maeda, J., Soma, M., Takao, K., Tanda, K., Ohira, K., Toyama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alpha-CaMKII+deficiency+causes+immature+dentate+gyrus,+a+novel+candidate+endophenotype+of+psychiatric+disorders.">Alpha-CaMKII deficiency causes immature dentate gyrus, a novel candidate endophenotype of psychiatric disorders.</a> Mol. Brain. 1, 6-6 (2008).</li><li>Aultman, J. M., Moghaddam, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+contributions+of+glutamate+and+dopamine+receptors+to+temporal+aspects+of+rodent+working+memory+using+a+clinically+relevant+task.">Distinct contributions of glutamate and dopamine receptors to temporal aspects of rodent working memory using a clinically relevant task.</a> Psychopharmacology. 153, 353-364 (2001).</li><li>Papaleo, F., Yang, F., Garcia, S., Chen, J., Lu, B., Crawley, J. N., Weinberger, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dysbindin-1+modulates+prefrontal+cortical+activity+and+schizophrenia-like+behaviors+via+dopamine&#47;D2+pathways.">Dysbindin-1 modulates prefrontal cortical activity and schizophrenia-like behaviors via dopamine&#47;D2 pathways.</a> Molecular Psychiatry. , 1-14 (2010).</li><li>Douglas, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cues+for+spontaneous+alternation.">Cues for spontaneous alternation.</a> J. Comp. Physiol. Psychol. 62, 171-183 (1966).</li><li>Dudchenko, P. A., Davidson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+use+a+sense+of+direction+to+alternate+on+T-mazes+located+in+adjacent+rooms.">Rats use a sense of direction to alternate on T-mazes located in adjacent rooms.</a> Anim. Cogn. 5, 115-118 (2002).</li><li>Dudchenko, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+the+tasks+used+to+test+working+memory+in+rodents.">An overview of the tasks used to test working memory in rodents.</a> Neurosci Biobehav. Rev. 28, 699-709 (2004).</li><li>Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+continuous+alternation+task+in+T-maze+detects+hippocampal+dysfunction+in+mice:+A+strain+comparison+and+lesion+study.">A new continuous alternation task in T-maze detects hippocampal dysfunction in mice: A strain comparison and lesion study.</a> Behav. Brain. Res. 95, 91-101 (1998).</li><li>Wood, E. R., Dudchenko, P. A., Robitsek, R. J., Eichenbaum, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+neurons+encode+information+about+different+types+of+memory+episodes+occurring+in+the+same+location.">Hippocampal neurons encode information about different types of memory episodes occurring in the same location.</a> Neuron. 27, 623-633 (2000).</li><li>Lee, I., Griffin, A. L., Zilli, E. A., Eichenbaum, H., Hasselmo, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gradual+translocation+of+spatial+correlates+of+neuronal+firing+in+the+hippocampus+toward+prospective+reward+locations.">Gradual translocation of spatial correlates of neuronal firing in the hippocampus toward prospective reward locations.</a> Neuron. 51, 639-650 (2006).</li><li>Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+mouse+behavior:+interactions+with+laboratory+environment.">Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment.</a> Science. 284, 1670-1672 (1999).</li><li>Wahlsten, D., Metten, P., Phillips, T. J., Boehm, S. L., Burkhart-Kasch, S., Dorow, J., Doerksen, S., Downing, C., Fogarty, J., Rodd-Henricks, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+data+from+different+labs:+lessons+from+studies+of+gene-environment+interaction.">Different data from different labs: lessons from studies of gene-environment interaction.</a> J. Neurobiol. 54, 283-311 (2003).</li><li>Matsuo, N., Yamasaki, N., Ohira, K., Takao, K., Toyama, K., Eguchi, M., Yamaguchi, S., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+activity+changes+underlying+the+working+memory+deficit+in+alpha-CaMKII+heterozygous+knockout+mice.">Neural activity changes underlying the working memory deficit in alpha-CaMKII heterozygous knockout mice.</a> Front Behav. Neurosci. 3, 20-20 (2009).</li><li>Takao, K., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+gene-to-behavior+pathways+in+psychiatric+disorders:+the+use+of+a+comprehensive+behavioral+test+battery+on+genetically+engineered+mice.">Investigating gene-to-behavior pathways in psychiatric disorders: the use of a comprehensive behavioral test battery on genetically engineered mice.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 1086, 144-159 (2006).</li><li>Takao, K., Yamasaki, N., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+brain-behavior+phenotypying+of+genetically-engineered+mice+on+research+of+neuropsychiatric+disorders.">Impact of brain-behavior phenotypying of genetically-engineered mice on research of neuropsychiatric disorders.</a> Neurosci. Res. 58, 124-132 (2007).</li><li>Ikeda, M., Hikita, T., Taya, S., Uraguchi-Asaki, J., Toyo-oka, K., Wynshaw-Boris, A., Ujike, H., Inada, T., Takao, K., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+YWHAE,+a+gene+encoding+14-3-3epsilon,+as+a+possible+susceptibility+gene+for+schizophrenia.">Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as a possible susceptibility gene for schizophrenia.</a> Hum. Mol. Genet. 17, 3212-3222 (2008).</li><li>Nakatani, J., Tamada, K., Hatanaka, F., Ise, S., Ohta, H., Inoue, K., Tomonaga, S., Watanabe, Y., Chung, Y. J., Banerjee, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+behavior+in+a+chromosome-engineered+mouse+model+for+human+15q11-13+duplication+seen+in+autism.">Abnormal behavior in a chromosome-engineered mouse model for human 15q11-13 duplication seen in autism.</a> Cell. 137, 1235-1246 (2009).</li><li>Hashimoto-Gotoh, T., Iwabe, N., Tsujimura, A., Takao, K., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KF-1+Ubiquitin+Ligase:+An+Anxiety+Suppressor.">KF-1 Ubiquitin Ligase: An Anxiety Suppressor.</a> Front. Neurosci. 3, 15-24 (2009).</li><li>Ohno, M., Hiraoka, Y., Matsuoka, T., Tomimoto, H., Takao, K., Miyakawa, T., Oshima, N., Kiyonari, H., Kimura, T., Kita, T., Nishi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nardilysin+regulates+axonal+maturation+and+myelination+in+the+central+and+peripheral+nervous+system.">Nardilysin regulates axonal maturation and myelination in the central and peripheral nervous system.</a> Nat. Neurosci. 12, 1506-1513 (2009).</li><li>Tanaka, H., Ma, J., Tanaka, K. F., Takao, K., Komada, M., Tanda, K., Suzuki, A., Ishibashi, T., Baba, H., Isa, T., Shigemoto, R., Ono, K., Miyakawa, T., Ikenaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+with+altered+myelin+proteolipid+protein+gene+expression+display+cognitive+deficits+accompanied+by+abnormal+neuron-glia+interactions+and+decreased+conduction+velocities.">Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactions and decreased conduction velocities.</a> J. Neurosci. 29, 8363-8371 (2009).</li><li>Sagata, N., Iwaki, A., Aramaki, T., Takao, K., Kura, S., Tsuzuki, T., Kawakami, R., Ito, I., Kitamura, T., Sugiyama, H., Miyakawa, T., Fukumaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+behavioural+study+of+GluR4+knockout+mice:+implication+in+cognitive+function.">Comprehensive behavioural study of GluR4 knockout mice: implication in cognitive function.</a> Genes. Brain Behav. 9, 899-909 (2010).</li></ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

כפייה לסירוגין ועל שמאל וימין משימות אפליה באמצעות T-מבוך נמצאים בשימוש נרחב להערכת עבודה וזיכרון התייחסות, בהתאמה, מכרסמים 4.5. ב T-מבוך משימות, ידוע כי מכרסמים יכולים להשתמש באסטרטגיות שונות כדי לבצע את המשימות, בהתבסס על רמזים מרחביים ולא מרחביים, כמו מבוך במיוחד רמזים, תצורה של רמזים חדר, התמצאות במבוך, וכן הלאה 6,7,8. הכיוון של מבוך בחדר ואת, את יציבותו היעדרות או נוכחות של מקטב רמזים בחדר, והיכולת של מכרסמים לראות רמזים בחדר עשוי להשפיע על אסטרטגיות. לכן, החוקרים צריכים לשקול בתצורת והכיוון של מנגנון רמזים בחדר בביצוע הניסוי פרשנות של נתונים התנהגותיים. במעבדה שלנו, אנו שמים 2 מול המנגנון באותו כיוון לעבר הקיר בחדר אטום לרעש וחפצים קבועים, כגון הדלת של החדר, אורות ניאון על התקרה, קירות החדר, מצלמות CCD שלמנגנוני ומדפים כדי להתאים כלובי עכברים, שעשויים לשמש מבוך במיוחד רמזים מרחביים של עכברים (ראה איור 1 ג). במקרים רבים, T-במבוך הבדיקות נערכו באופן ידני כדלקמן ידי הנסיין האנושי: במשפט אחד, עורך הניסוי מטיל סוכרוז גלולה על מגש האוכל, ופותח את דלתות הגיליוטינה של המכשיר כדי להפעיל את הבדיקה. לאחר מכן, כאשר העכבר נכנס באחת הזרועות, הנסיין סוגר את הדלתות, תיעוד התנהגות העכבר מעביר את העכבר מהזרוע התיבה התחל ביד. המשתנים מבלבלים האפשריות של טיפול אינטראקציה עם גנוטיפ העכבר או תנאי הניסוי עלול להשפיע על T-מבוך הביצועים. במהלך העשור האחרון, שונה T-מבוך מבחן המשימה לסירוגין רציפה שאינה כרוכה בהעברה ידנית של הנושא מהזרוע המטרה לחזור תיבת ההתחלה הייתה בשימוש. 9-11 גם כאשר המכשיר, פרוטוקולי הבדיקה, ו משתנים סביבתיים רבים השוו במרץ, STAבדיקות התנהגותיות ndardized לא תמיד תוצאות דומות מעבדות שונות 12,13. הנסיינים ספציפיים ביצוע בדיקות יכול להיות ייחודי למעבדה כל יכול גם להשפיע על התנהגותם של עכברים. בנוסף, הניסוי האנושי הוא בדרך כלל נוטים לעשות טעויות, כגון טעות במיקום סוכרוז גלולה, פתיחה או סגירה דלתות אחרות, כמו גם טעויות מעקב אחר מספר ניסוי מדידת זמן. כדי להקטין את ההשפעה של משתנים מבלבלים ואת המופע של טעויות אנוש, פיתחנו והשתמש מנגנון אוטומטי T-מבוך הנשלט על ידי מערכת וידאו מעקב עם תוכנית תמונה TM. מנגנון משופר T-במבוך יש גם יתרונות המאפשרים לנו להשתמש microdialysis, electrophysiology, וטכניקות optogenetics בהופעה T-במבוך, כי הדלתות נועדו לרדת אל הרצפה. לכן, המנגנון האוטומטי הוא כלי שימושי כדי להקל על מחקרים לנוירוביולוגיה של עבודה וזיכרון התייחסות מכרסמים. כדי לאפשר ביצוע אוטומטי ברציפות בסדרה של ניסויים הפעלה, פרוטוקולים שלנו יש מספר חסרונות פוטנציאליים. לדוגמה, במשימה נאלץ לסירוגין, פעם עבור העכברים לחזור S1 מ A1 או A2 עלול להשפיע על הביצועים שלהם. אולי זה לא יהיה בעיה רצינית, אם כי, מאז P1 להישאר או אזור P2 עצמה יכולה להיות סימן מרחבית ושהייה ארוכה או קצרה באזור גם בטווח כפייה הבחירה לא יכול לשנות את עומס הזיכרון. בעיה נוספת היא כי הפוטנציאל שובל הריח על ידי העכברים, במקום זיכרון עבודה מרחבי, יוכל לשמש. עם זאת, לאחר מספר נסיונות כמו, שבילי ריח יכול להיות מספר רב של פעמים מוחלפים יהיה קשה להיות מנוצל כמו רמזים. כמו כן, במשימה שמאל האור אפליה, שבילי ריח עשוי לשמש אותות חוש הריח של העכברים כדי למצוא את המיקום של הפרס על מחקרים עוקבים. רמזים יכולים להשפיע על תהליך הלמידה והזיכרון על ניסויים בפגישה, המהווים פוטנציאל להיות בעיה. עם זאת,עכברים לא יכולים להשתמש באסטרטגיה שובל ריח במשפט הראשון בפגישה ולכן ההופעות של הניסויים הראשונים היו לשמש כמדד כלומר ללא שימוש הפוטנציאל של האסטרטגיה שובל הריח. כפי שניתן לראות את התוצאות מייצגות, אחוז התגובות הנכונות של העכברים C57BL/6J שליטה מוגברת בהדרגה משימות על פני שתי ישיבות. הממצאים מאשרים כי עכברים C57BL/6J יכולים ללמוד לקבל החלטות נכונות אוטומטית שונה T-במבוך. במחקר זה, העכברים נשאר בסביבות 80% בחירות נכונות ולא יותר, גם לאחר הכשרה מקיפה (ראה איור 2 א). בהתחשב בכך הם שומרים על מראה כמה טעויות השמטת ברחבי האימונים, המוטיבציה שלהם לא יכול להיות כל כך גבוה עבור העכברים על מנת להגיע לרמה גבוהה יותר של ביצועים. במשימה נאלץ לסירוגין, α-CaMKII + / - עכברים הראו שיעור נמוך יותר של תשובות נכונות מאשר עכברים שליטה. כך, העכברים שעברו מוטציה להציג ביצועי לקוי לעומת העכברים השליטה ת&quot;א זהSK. תוצאה זו עולה בקנה אחד עם ממצאים קודמים שהושגו במבחן שמונה הזרוע מבוך רדיאלי 2,14, מתן עדות נוספת כי α-CaMKII חסר גורם הגירעונות בזיכרון העבודה כי המשימה לסירוגין נאלץ במנגנון T-מבוך אוטומטי מזהה במדויק עובד גירעונות זיכרון של עכברים שעברו מוטציה. במשימה של שמאל וימין אפליה, התוצאות מצביעות על כך α-CaMKII מינון חסר אינו משפיע על הזיכרון התייחסות. כפי שניתן לראות את התוצאות של היפוך-learning הפעלות, לעומת זאת, α-CaMKII חסר עשויה להפחית גמישות התנהגותית. העכברים שעברו מוטציה גם להציג שגיאות השמטת יותר מאשר עכברים שליטה בפגישות למידה ההיפוך. הגידול במספר הטעויות השמטת יכול להפחית את ההזדמנות ללמוד איזו יד קשורה זכתה. לכן, רכישת למידה מאוחרת יכול להיות בשל הגידול במספר הטעויות השמטת בפגישות הראשונות, אבל לא אני היפוך לקוילהרוויח. אפשרות אחרת היא כי מוטציות יכול להתבלבל ידי שינוי בכללים, אשר עשוי לעורר טעויות של השמטה ולהפריע פונקציה המבצעת. לכן, כדי להסיק מסקנה סבירה, שגיאות השמטת יש לבחון, כמו גם אחוז הבחירה הנכונה. תוכנית תמונה TM יוצרת תוצאות נוספות עבור חביון ומרחק נסע להשלים את הפגישה, כמו גם אחוז התשובה הנכונה ואת מספר שגיאה, השמטה. ההבדלים חביון ומרחק נסע להשלים את הפגישה לא יתפרש כאילו הוא ההבדל ברמת הפעילות של תנועה, נטייה אימפולסיבית לבחירת נשק, המוטיבציה לבצע את המשימה, רמת הרגלה על אסטרטגיה, משימות למידה שונות וכו &#39;לגבי התוצאות מייצגות, α-CaMKII + / - עכברים הראו חביון קצר ומרחק קצר נסע מאלה של הפקדים. למעשה, α CaMKII + / - עכברים הראו פעילות hyperlocomotor לעומת tהוא לשלוט עכברים 3 ו פנוטיפ זה יכול ביסוד ההבדלים המדדים. במעבדה שלנו, יש לנו להעריך יותר מ -36 זנים של עכברים מהונדסים גנטית ופרוע מסוג עכברים שליטה במבחן T-מבוך באמצעות מנגנון אוטומטי על מנת להבהיר את הקשר בין גנים, מוח, והתנהגות 15,16. קיבלנו קבוצה גדולה של נתונים גולמיים של יותר מ 1200 עכברים, דיווחו על נתוני הביצועים T-המבוך של מספר זנים של עכברים שעברו מוטציה 3,16-22. הנתונים של זנים שכבר התפרסמו במאמר המחקר כלולים &quot;מסד נתונים עכבר ההתנהגות הפנוטיפ&quot; כמו מסד הנתונים הציבורית (כתובת האתר: <a href="http://www.mouse-phenotype.org/" target="_blank">http://www.mouse-phenotype.org/~~V</a> ). חלק מהמחקרים הראו כי עכברים עם מוטציה Dtnbp1 1, Nrd1 20, או 21 Plp1 גנים להראות לעבוד גירעונות זיכרון. כך, פרוטוקול סטנדרטי שלנו עבור T-מבוך עם משימות אוטומטיותמנגנון מתאים לגילוי השפעות גנטיות על תפקוד הזיכרון בין עכברים שליטה מוטנטים ו wild-type. הפרוטוקולים מבחן ההתנהגות צריך להיות אחיד, משוכפל, ואת התוצאות בהשוואה מול מעבדות. מנגנון משופר T-מבוך מוביל אוטומציה של נוהלי הבדיקה, אשר יכול לתרום סטנדרטיזציה של פרוטוקולים להשתמש בה בכל המעבדות. כפי שניתן לראות במאמר זה וידאו, את הגירסה הנוכחית של המכשיר ותוכנית יכול לאפשר לנו לבחון שחור או agouti עכברים, אבל העכברים לא לבקנים. עכשיו, אנחנו מייצרים גרסה שונה של המערכת כדי לאפשר עכברים לבקנים להיבדק. למערכת יש יתרון כי microdialysis vivo, in vivo electrophysiology, וניסויים optogenetics ניתן לבצע במהלך הבדיקה T-במבוך, כי הדלתות נועדו לרדת מתחת לרצפה. למשל, חוקרים מסוימים לנסות לחקור את תכונות אלקטרו של נוירונים בהיפוקמפוס במהלך הבחירה של נשקלמרות שיפורים מסוימים של מכשירים יש צורך בהזמנה כדי למזער את הרעש החשמלי דלתות מנגנון גלולה מפעילים הסרת. יחדיו, T-מבוך נאלץ לסירוגין ועל שמאל וימין משימות אפליה באמצעות מנגנון אוטומטי שונה שימושיים להערכת עבודה וזיכרון התייחסות וגמישות התנהגותית בעכברים.

t-maze forced alternation and left-right discrimination tasks for assessing working and reference memory in mice

לסירוגין בכפייה שמאל ימין משימות אפליה באמצעות T-במבוך היה בשימוש נרחב על מנת להעריך עבודה וזיכרון התייחסות, בהתאמה, מכרסמים. במעבדה שלנו, בדקנו שני סוגי הזיכרון ביותר מ -30 זנים של עכברים באמצעות הנדסה גנטית את הגרסה האוטומטית של מנגנון זה. כאן, אנו מציגים שונה T-במבוך המנגנון מופעל על ידי מחשב עם מערכת מעקב וידאו ופרוטוקולי שלנו בפורמט של סרט. מנגנון T-מבוך מורכב המסלולים מחולקות הנחה על ידי דלתות הזזה שניתן לפתוח באופן אוטומטי כלפי מטה, כל אחד עם תיבת התחלה, סמטה בצורת האות T, שתי קופסאות עם מכשירי אוטומטיים גלולה בצד אחד של התיבה, ושני L בצורת סמטאות . כל סמטה בצורת מחובר תיבת ההתחלה כך העכברים יכולים לחזור לתיבת התחלה, אשר אינה כוללת את ההשפעות של טיפול הניסוי על התנהגות העכבר. המנגנון הזה יש גם יתרון כי microdialysis vivo, in vivo electrophysiology, ו techn optogeneticsiques ניתן לבצע במהלך הופעה T-במבוך, כי הדלתות נועדו לרדת אל הרצפה. במאמר זה סרט, אנו מתארים T-מבוך משימות באמצעות מנגנון אוטומטי את הביצועים T-מבוך של α-CaMKII + / - עכברים, המדווחים להראות לעבוד גירעונות זיכרון במשימה 8 זרוע מבוך רדיאלי. הנתונים שלנו הצביעו על כך α-CaMKII + / - עכברים הראה הגירעון זיכרון העבודה, אבל לא פגיעה בזיכרון הפניה ולאחר עולות בקנה אחד עם ממצאים קודמים באמצעות משימה 8 זרוע מבוך רדיאלי, התומך את תוקפו של הפרוטוקול שלנו. בנוסף, הנתונים שלנו מצביעים על כך מוטנטים נטו להציג גירעונות להיפוך למידה, דבר המצביע על כך α-CaMKII חסר גורם גמישות התנהגותית מופחת. לפיכך, מבחן T-במבוך באמצעות מנגנון אוטומטי שונה שימושי להערכת עבודה וזיכרון התייחסות וגמישות התנהגותית בעכברים.

Watch this Scientific Journal Video about T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice at JoVE.com

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

מאמר זה מציג את פרוטוקול של T-מבוך בדיקות באמצעות מנגנון אוטומטי שונה להערכת הלמידה והזיכרון פונקציות בעכברים.

T-מבוך לסירוגין בכפייה של שמאל וימין משימות אפליה להערכת עבודה וזיכרון העזר עכברים

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

t-maze-forced-alternation-left-right-discrimination-tasks-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

39.5K Views.  Fujita Health University. מאמר זה מציג את פרוטוקול של T-מבוך בדיקות באמצעות מנגנון אוטומטי שונה להערכת הלמידה והזיכרון פונקציות בעכברים.

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

Assessing Burrowing, Nest Construction, and Hoarding in Mice

Deterioration in the ability to perform "Activities of daily living" (ADL) is an early sign of Alzheimer's disease (AD). Preclinical behavioural screening of possible treatments for AD currently largely focuses on cognitive testing, which frequently demands expensive equipment and lots of experimenter time. However, human episodic memory (the most severely affected aspect of memory in AD) is different to rodent memory, which seems to be largely non-episodic. Therefore the present ways of screening for new AD treatments for AD in rodents are intrinsically unlikely to succeed. A new approach to preclinical screening would be to characterise the ADL of mice. Fortuitously, several such assays have recently been developed at Oxford, and here the three most sensitive and well-characterised are presented.
Burrowing was first developed in Oxford13. It evolved from a need to develop a mouse hoarding paradigm. Most published rodent hoarding paradigms required a distant food source to be linked to the home cage by a connecting passage. This would involve modifying the home cage as well as making a mouse-proof connecting passage and food source. So it was considered whether it would be possible to put the food source inside the cage. It was found that if a container was placed on the floor it was emptied by the next morning., The food pellets were, however, simply deposited in a heap at the container entrance, rather than placed in a discrete place away from the container, as might be expected if the mice were truly hoarding them. Close inspection showed that the mice were performing digging ("burrowing") movements, not carrying the pellets in their mouths to a selected place as they would if truly hoarding them.6



Food pellets are not an essential substrate for burrowing; mice will empty tubes filled with sand, gravel, even soiled bedding from their own cage. Moreover, they will empty a full tube even if an empty one is placed next to it8.



Several nesting protocols exist in the literature. The present Oxford one simplifies the procedure and has a well-defined scoring system for nest quality5. 



A hoarding paradigm was later developed in which the mice, rather than hoarding back to the real home cage, were adapted to living in the "home base" of a hoarding apparatus. This home base was connected to a tube made of wire mesh, the distal end of which contained the food source. This arrangement proved to yield good hoarding behaviour, as long as the mice were adapted to living in the "home base" during the day and only allowed to enter the hoarding tube at night.

Burrowing, nesting, and hoarding are species-typical activities that mice readily perform in the laboratory. This article describes how they can be easily and cheaply assessed. These protocols are extremely sensitive to mouse strain, brain lesions and diseases. Moreover they constitute &#x201C;environmental enrichment&#x201D; for the mice, and embody the &#x201C;Refinement&#x201D; aspect of the &#x201C;3 Rs&#x201D;18.

הערכת מתחפרת, בניית קן, ו אגירה של עכברים

Deterioration in the ability to perform "Activities of daily living" (ADL) is an early sign of Alzheimer's disease (AD). Preclinical behavioural screening ...

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&#039;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.

מוריס מבוך המים מבחן גירעונות למידה וזיכרון במודל של מחלת אלצהיימר עכברים

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

Using Affordable LED Arrays for Photo-Stimulation of Neurons

Standard slice electrophysiology has allowed researchers to probe individual components of neural circuitry by recording electrical responses of single cells in response to electrical or pharmacological manipulations1,2. With the invention of methods to optically control genetically targeted neurons (optogenetics), researchers now have an unprecedented level of control over specific groups of neurons in the standard slice preparation. In particular, photosensitive channelrhodopsin-2 (ChR2) allows researchers to activate neurons with light3,4. By combining careful calibration of LED-based photostimulation of ChR2 with standard slice electrophysiology, we are able to probe with greater detail the role of adult-born interneurons in the olfactory bulb, the first central relay of the olfactory system. Using viral expression of ChR2-YFP specifically in adult-born neurons, we can selectively control young adult-born neurons in a milieu of older and mature neurons. Our optical control uses a simple and inexpensive LED system, and we show how this system can be calibrated to understand how much light is needed to evoke spiking activity in single neurons. Hence, brief flashes of blue light can remotely control the firing pattern of ChR2-transduced newborn cells.

Adult-born neurons expressing ChR2 can be manipulated in slice electrophysiological preparations in order to examine their contribution towards the function of olfactory neural circuits.

באמצעות מערכי LED משתלמת עבור גירוי-תמונה של נוירונים

Standard slice electrophysiology has allowed researchers to probe individual components of neural circuitry by recording electrical responses of single ...

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells in the walls of the lateral ventricle give rise to neuroblasts that migrate for several millimeters along the rostral migratory stream (RMS) to reach and incorporate into the olfactory bulb. To study the different steps and the impact of adult-born neuron integration into preexisting olfactory circuits, it is necessary to selectively label and manipulate the activity of this specific population of neurons. The recent development of optogenetic technologies offers the opportunity to use light to precisely activate this specific cohort of neurons without affecting surrounding neurons4,5. Here, we present a series of procedures to virally express Channelrhodopsin2(ChR2)-YFP in a temporally restricted cohort of neuroblasts in the RMS before they reach the olfactory bulb and become adult-born neurons. In addition, we show how to implant and calibrate a miniature LED for chronic in vivo stimulation of ChR2-expressing neurons.

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Adult-born neurons of the olfactory bulb can be optogenetically controlled using Channelrhodopsin2-expressing lentiviral injection in the rostral migratory stream and chronic photostimulation with an implanted miniature LED.

התמרה ויראלי סלקטיבי של נוירונים בוגרים יליד חוש הריח של כרוני In vivo Optogenetic גירוי

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells ...

The Mouse Forced Swim Test

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental manipulations that are aimed at rendering or preventing depressive-like states. Mice are placed in an inescapable transparent tank that is filled with water and their escape related mobility behavior is measured. The forced swim test is straightforward to conduct reliably and it requires minimal specialized equipment. Successful implementation of the forced swim test requires adherence to certain procedural details and minimization of unwarranted stress to the mice. In the protocol description and the accompanying video, we explain how to conduct the mouse version of this test with emphasis on potential pitfalls that may be detrimental to interpretation of results and how to avoid them. Additionally, we explain how the behaviors manifested in the test are assessed.

The forced swim test is validated as an experimental approach to assess potential antidepressant efficacy in rodents. Experimental animals are placed in a tank of water and escape-related mobility behavior is quantified. The common procedures for the mouse version of this test are described.

עכבר בכפייה לשחות מבחן

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental ...

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.

הקלטה אופטית של פעילות עצבית suprathreshold עם רזולוצית תא בודד ויחיד ספייק

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

Vertical T-maze Choice Assay for Arthropod Response to Odorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, various technologies are being developed as control tools. A subset of these tools focuses on modifying the behavior of arthropods by attraction or repulsion. Therefore, arthropods are often the focus of behavioral investigations. Various tools have been developed to measure arthropod behavior, including wind tunnels, flight mills, servospheres, and various types of olfactometers. The purpose of these tools is to measure insect or arachnid response to visual or more often olfactory cues. The vertical T-maze oflactometer described here measures choices performed by insects in response to attractants or repellents. It is a high throughput assay device that takes advantage of the positive phototaxis (attraction to light) and negative geotaxis (tendency to walk or fly upward) exhibited by many arthropods. The olfactometer consists of a 30 cm glass tube that is divided in half with a Teflon strip forming a T-maze. Each half serves as an arm of the olfactometer enabling the test subjects to make a choice between two potential odor fields in assays involving attractants. In assays involving repellents, lack of normal response to known attractants can also be measured as a third variable.

A vertical, T-maze olfactometer is described for assaying the behavioral response of arthropods. The olfactometer allows the experimenter to measure choices performed by test subjects when subjected to two potential odor fields. Both attraction to and repulsion from odorants can be measured with this device.

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

ממשק אדם-מכונה-שילוב חיישנים בעלות נמוכה עם מערכת גירוי חשמלי Neuromuscular לשיקום מאזן פעימות הודעה

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

שיטה פשוטה וזולה לקביעה קרה רגישות והסתגלות בעכברים

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

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

This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

הערכת למידה וזיכרון המרחבי קטן קַשׂקַשִׂי זוחל

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