이러한 실험에 사용되는 레쉴리 III의 미로는 팀 Bowmaster, 폴 코먼, 배리 Dutrow, 라이언 Jabco, 그리고 펜실베니아 주립 대학 물리 부서 머신 샵에서 팀 Treaster에 의해 지어졌습니다. 저자는 그림 2-4 제시 실험을 수행 도움을 부인 Shoba Belegundu, 미스 타라 Chrzanowski, 부인과 알렉 산드라 루이스에게 감사를 표합니다. 미스터 월터 잭슨은이 프로토콜의 준비에 소중한 피드백을 제공했습니다. 이 작품은 정신 건강의 국립 연구소 (MH064756와 AMA에 MH077978)에서 기금에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 정신 건강이나 국립 보건원의 국립 연구소의 공식 견해를 대변하지 않습니다.

1. 준비 : <ol><li> 레쉴리 III의 미로는 플렉시의 건설이며, 그림 1에 표시됩니다. 시작 상자 미로의 팔, 그리고 목표 상자가 미로의 청소 및 modifiability 수 있도록 모듈입니다. 시작 상자 미로의 팔, 그리고 목표 상자의 벽은 외부와 미로 내부 영상 신호를 제거하기 위해 블랙 플렉시의 건설입니다. 메이즈 팔, 긴 7cm 높이 45cm이며, 5cm 폭. 미로의 연속 무기로 이어지는 문은 X 4cm 4cm이며 미로의 외벽에서 11cm에 위치하고 있습니다. 목표 상자 X 높이 7cm X 5cm 폭 19.5 cm 길이입니다. 시작 상자 8cm X 9.5 cm X 7cm입니다. 별도의 명확한 플렉시 조각은 탈출 생쥐를 방지하면서 그것이 미로를 통해 진행 각 마우스의 시각화 수 있도록 시작 상자, 미로, 그리고 목표 상자의 상단에 표시됩니다. 미로는 미로 플러스 동물의 표준 홈 케이지와 같은 크기 의사 가정 케이지의 세 조각을 가질 정도로 큰 붉은 플렉시의 건축 기초에 달려있다. </li><li> 전에 첫 번째 미로 재판, 문 앞에 (2cm X 2cm) 측면에 상처가 발생 개별 케이지 바닥에 추가 동물 &#39;홈 새장에서 사용되는 것과 같은 종류의 신선한 침대 자료 의사 가정 새장을 준비합니다. 플레이스 와이어 이러한 케이지 보틈스 개별적으로 숫자들을, 테스트 일대의 각 동물에 대해 하나에 기껏해야. 이 케이지는 시험 기간의 기간 동안 각 동물에 대한 개별 의사 가정 버팀대 역할을합니다. 우리가 스트레스의 역할 및 / 또는 학습과 기억의 행동 불안 관련을 조사하고 있기 때문에, 우리는 개별적으로 자신의 홈 새장에 주택 마우스를 피하기 위해 가짜 가정 새장을 사용합니다. 그러나 이러한 요소가 주요 관심사되지 않은 경우, 동물은 단독으로 성공 미로 탐색을위한 홈 연습장으로 사용할 수있는 문 앞에 이러한 케이지와 함께 수정된 홈 새장에서 지내게 될 수 있습니다. </li></ol> 2. 시험 : <ol><li> 그들이 테스트 환경에 적응하도록 테스트하기 전에 매일은 동물 행동 테스트 룸 1 시간 최소 이동됩니다. </li><li> 시험 시작 시간, 음식과 물을 전에 삼십 분은 모든 홈 케이지에서 제거됩니다. 생쥐의 도달의 동작 테스트 룸지만, 밖에서 음식과 물을 보관하십시오. 음식과 물은 일반적으로 피크 먹이가 발생한 후, 어둠의 단계로 빛의 단계에서 변경 후 30 분 제거됩니다. 이것은 동물이 대부분 유지됩니다 식량과 물 만족을 했소 이전 테스트에 있지만,이 기간 동안 테스트하는 작업이 완료되면 더 명백한 음식이나 물이 보상이없는 경우에도 미로를 탐색하는 소정의 추가 동기 력을 제공합니다. </li><li> 30 분 pretest 기간이 경과 후 70 % 에탄올로 미로를 청소하십시오. 무기가 닫힌 미로에 시작 상자에서 이어지는 문을를 남겨주세요. 목표 상자의 양쪽에있는 문은 열려 남아 있습니다. </li><li> 목표 상자의 끝에 최초의 동물에 해당하는 의사 가정 케이지를 놓습니다. </li><li> 손에 그것을 컵, 미로 가장 먼저 마우스를 운반. 시작 상자에 마우스를 넣고 뚜껑을 교체하십시오. </li><li> 방해없이 미로를 관찰하는 위치에서 시작 상자 문을 열고 즉시 세 스톱워치를 시작하면. </li><li> 마우스의 모든 푸르 포스가 시작 상자를 떠난 경우, 시작 상자 문을 닫고 첫번째 타이머를 중지합니다. </li><li> 손으로 그것이 미로를 탐색으로 마우스가 여행 경로를 기록합니다. 마우스는 모든 푸르 포스가 (그림을 참조하십시오. 1) 그 지역에 건너가 미로의 새로운 영역이나 팔을 들어갑니다. </li><li> 모든 푸르 포스가 목표 상자를 입력하면, 미로와 목표 상자 사이에 최고의 문을 닫고 두 번째 스톱워치를 중지합니다. </li><li> 마우스 완전히 의사 가정 케이지를 입력했을 때, 목표 상자와 새장 사이에 문을 닫습니다. 세 번째 스톱워치를 중지합니다. </li><li> 세 스톱워치의 시간을 기록합니다. 마우스가 만들었 오류의 개수를 계산합니다. (. 예를 들어, 암 L에서 영역 K려고, 그림 1) 오류는 막다른 궁지 영역에 항목으로 정의하거나 (예에서가는 미로의 이미 여행을 팔로 다시 여행 암 C로 암 F, 그림 1).. 그것이 발생으로 우리가 마우스 성능을 점수 있지만, 그것은 눈 또는 자동 소프트웨어 중 후속 점수 있도록 녹화하는 것이 가능하거나 기록 미로의 재판이다. 실험자의 판단은 적절한 방법을 선택하는 데 사용해야합니다. </li><li> 자사 홈 케이지에 반환하기 전에 1 분에 대한 의사 가정 케이지에있는 동물을 둡니다. </li><li> 테스트 일대의 모든 마우스에 대해 2.12 단계 2.3를 반복합니다. </li><li> 일대의 마지막 마우스의 홈 케이지에 반환되면, 30 분 타이머를 시작합니다. 이 30 분 기간의 끝에, 일대의 모든 마우스에 음식과 물을을 반환하고 그들의 식민지 룸으로 동물을 반환합니다. </li><li> 일대의 모든 마우스가 정의된 학습 기준에 도달하거나 미리 정해진 N 때까지 때까지, 동물 테스트를 하루에 한 재판과 박이 절차를 반복테스트 실험의 엄버가 발생했습니다. 마우스가 연속 2 시련에 0 또는 1 오류 (들)과 함께 작업을 수행할 수있을 때 미로를 배운 데로 분류됩니다. 생쥐는 연속 실험에서 같은 순서로 테스트합니다. </li></ol> 3. 대표 결과 : (기준에 도달) 배우 일을 분석하고 특정 연구에서 다른 그룹 (Figs. 2A와 3A) 사이 비교할 수 있습니다. 또한, 미로 수집을 특징 학습 색인 (비율을 학습), 테스트 기간 (Figs. 2B와 3B)의 처음 4 일 동안 평가할 수 있습니다. 학습 지수는 올바른 경로 세그먼트의 개수의 비율은 각 재판을 위해 여행 경로 세그먼트의 총 숫자로 여행을합니다. 평균 학습 지수는 생쥐가 먼저 미로에 노출 기회가 탐색 아르 재판 1, 약 0.5하여야한다. 표시 시련이와 4 사이의 학습 인덱스 증가 및 접근 방법 1 학습이 발생합니다. 그림 2, 젊은 (2 MO)과 노화 (24 MO)에서 남성 C57Bl/6NCr 마우스는 최대 15 실험을위한 레쉴리의 미로에서 훈련했다. 젊은 쥐들이 (± 1.5) 7.2에서 디 미로를 배웠습니다 반대로, 노화 동물 11.7했다 (± 2.1) D 기준에 도달합니다. 한 꼬리 T - 테스트, 사전 가설을 배울 수 일 노령화에 오래되어 있으며, 미로를 ([t (23) = 1.59, P = 0.056] 배우 걸릴 노화 C57Bl/6NCr 마우스에 대한 강력한 추세가 발생했습니다 쥐). 학습 인덱스 계산하면, 두 연령 그룹 4 (P는 &lt;0.001 시간의 중요한 주요 효과)를 통해 실험 2에서 학습 인덱스에서 꾸준한 증가를 보여줍니다. 그러나, 젊은 C57 마우스 및 오래된 C57 생쥐 (연령 P = 0.58의 주요 효과) 사이의 학습 인덱스에 통계적으로 의미있는 차이가 없었다. 그림 3은 동작을 학습에 대한 배경 변형율의 영향을 조사 연구의 대표입니다. 젊은 남성 C57Bl/6NCr에서 데이터 그림에 표시됩니다. 2 이제 젊은 CRL의 데이터에 비해 다음과 같습니다 CD - 1 (ICR) BR 마우스 [CD - 1, 4-5 MO]. CD - 1 마우스 (± 1.4) 4.5에서 레쉴리 III의 미로를 배운 D 있지만, (배우 일 변종 사이에 상당한 차이가없는 그림 3A, [T (18) = 1.328, P = 0.20], 2 꼬리 T - 테스트). 모든 동물들이 우연히 최초의 재판에 미로를 탐색하는 동안, CD - 1 마우스가 (변형 P &lt;0.001의 주요 효과) 더 빨리 작업을 배운, 학습 인덱스 쇼의 대비 시험으로. 이 C57Bl/6NCr 마우스에 비해 CD - 1 마우스에서 4 시련 2 학습 색인에 통계적으로 의미있는 증가에 의해 그림입니다. 흥미롭게도, CD - 1 마우스가 기준에 도달되는 지점을 넘을 미로에서 훈련을 계속한다면, 그들은 아래에보다 자세히 설명하고있는 (그림 4) overtraining 나타내는 동작을 나타냅니다. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig1.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1 :. 레쉴리 III의 미로 미로의 막다른 궁지 영역은 설명의 목적으로만이 다이어그램에서 붉은 색입니다. 기본과 실제 미로의 무기 고체 색상 (삽입된 페이지)입니다. 미로는 (텍스트 크기) 규모로 그린 것입니다. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig2.jpg" alt="그림 2" /> 그림 2 : 2 및 24 개월 된 남자 C57Bl/6NCr 마우스의 레쉴리 III의 미로 성능 레쉴리 III의 미로가 경로 젊은 (2 MO)과 노화 (24 MO) 남성 C57Bl/6NCr 마우스에서 학습 평가하는 데 사용되었다.. 측정 매개 변수 기준, 0 오류 또는 1 오류가 연속 2 일간 미로를 실행하는 마우스에 필요한 일수에 (A) 일했다, 및 (b) 학습 지수, 올바른 안경 포 팔 항목의 수를 레쉴리 III의 미로 테스트 일 1-4에 만​​들어 팔 항목의 총 수를 비교했다. 그룹당 동물의 숫자가 N되었습니다 24개월 된 생쥐에 대한 개월 2와 N = 15 = 10. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig3.jpg" alt="그림 3" /> 그림 3 : 젊은 남성 C57Bl/6NCr 및 CD - 1 마우스에서 레쉴리 III의 미로 성능 레쉴리 III의 미로는 2 개월 C57Bl/6NCr 및 4-5개월 된 CD - 1 마우스의 학습 경로를 평가하는 데 사용되었다.. 측정 매개 변수 기준, 0 오류 또는 1 오류가 연속 2 일간 미로를 실행하는 마우스에 필요한 일수에 (A) 일했다, 및 (b) 학습 지수, 올바른 안경 포 팔 항목의 수를 레쉴리 III의 미로 테스트 일 1-4에 만​​들어 팔 항목의 총 수를 비교했다. 그룹당 동물의 숫자는 CD - 1 마우스에 대한 C57Bl/6NCr와 N = 10 N = 10했다. 통계 significances : * P &lt;0.05, ** P &lt;0.01 대 C57Bl/6NCr 쥐. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig4.jpg" alt="그림 4" /> 그림 4 : 4-5개월 된 남성 CD - 1 마우스에서 레쉴리 III의 미로 성능 레쉴리 III의 미로.경로가 15 일 연속에 만불 4-5개월 된 남성 CD - 1 마우스에서 학습 평가하는 데 사용되었다. 측정 매개 변수 4 - 포 막다른 궁지 영역에 항목이나 미로의 이미 여행 팔을 여행으로 정의 오류로, 하루에 만들어진 오류 (A) 숫자했다, 및 (b) 시간은 하루 미로에서 보냈습니다. 기준에 도달했습니다되는 일은 빨간색 화살표로 표시됩니다.

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	<li>Blizard, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Return+to+home+cage'+as+a+reward+for+maze+learning+in+young+and+old+genetically+heterogeneous+mice.">Return to home cage' as a reward for maze learning in young and old genetically heterogeneous mice.</a> Comparative Med. 56, 196-201 (2006).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> What's wrong with my mouse?: Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice. , (2007).</li><li>Blizard, D. A., Klein, L. C., Cohen, R., McClearn, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+mouse-friendly+cognitive+task+suitable+for+use+in+aging+studies.">A novel mouse-friendly cognitive task suitable for use in aging studies.</a> Behav. Genet. 33, 181-189 (2003).</li><li>Warren, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetitive+learning+by+old+mice.">Appetitive learning by old mice.</a> Exp. Aging Res. 12, 99-105 (1986).</li><li>Lashley, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+mechanisms+and+intelligence:+A+quantitative+study+of+injuries+to+the+brain.">Brain mechanisms and intelligence: A quantitative study of injuries to the brain.</a> , (1929).</li><li>Barnes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory+deficits+associated+with+senescence:+A+neurophysiological+and+behavioral+study+in+the+rat.">Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat.</a> J. Comp. Physiol. Psych. 93, 74-104 (1979).</li><li>Matzel, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+the+expression+of+a+general+learning+ability+in+mice.">Individual differences in the expression of a general learning ability in mice.</a> J. Neurosci. 23, 6423-6433 (2003).</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>Hepler, D. J., Wenk, G. L., Cribbs, B. L., Olton, D. S., Coyle, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory+impairments+following+basal+forebrain+lesions.">Memory impairments following basal forebrain lesions.</a> Brain Res. 346, 8-14 (1985).</li><li>Sci, B. e. h. a. v. B. r. a. i. n. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2, 313-313 (1979).</li></ol>

모든 행동 프로토콜은 펜실베니아 주립 대학 기관 애니멀 케어 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 보고서에는 재정 공개가 없습니다.

학습과 기억을 평가하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 설치류 행동 테스트 모리스 물 미로와 공포 컨디셔닝 2 변종입니다. 이러한 테스트 작업 3 완료 동물 동기를 부여하기 위해 학습과 aversive의 자극 (예, 물, footshock)에 대한 시각 또는 청각 신호에 의존하고 있습니다. 노화 설치류 동물에서 노화 인간과 같이 감각 modalities 시간이 지남에 거절합니다. 마우스의 몇 가지 배경 변?...

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		<div>
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		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Lashley III maze</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>PSU Physics Machine Shop</td>
<td>N/A</td>
<td> Maze must be custom-built, not commercially available</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

low-stress route learning using the lashley iii maze in mice

학습과 설치류에서 메모리를 평가하기위한 많은 동작 시험, 특히 마우스는 작업 취득 동기를 부여하기 위해 시각적 단서, 음식 및 / 또는 물 부족, 또는 다른 aversive 자극에 의​​존하고 있습니다. 동물 나이, 감각 modalities가 저하. 예를 들어, 마우스의 여러 변종이 결손이나 백내장을 듣고 개발할 수 있습니다. 작업 취득하는 동안 마우스를 안내하는 데 필요한 감각 시스템의 변화는 노화 동물의 학습 변화를 해석의 가능성을 제시 confounds. 스트레스 차동 감성과 쥐를 비교하면 또한 작업을 배울 동물 동기를 부여하기 위해 aversive의 자극의 사용 가능성이 혼란함을 주죠입니다. 혼란함을 주죠 효과 이러한 종류를 최소화하기 위해, 우리는 레쉴리 III의 미로의 수정된 버전을 구현합니다. 이 미로는 쥐가 그들이 0으로 의사 가정 케이지로 시작하는 위치에서 경로를 탐색하거나 때까지 낮은 스트레스 조건, 예를 들어 어두운 단계, 식량 / 물 부족, 아래의 반복 노출을 통해 미로를 탐색 배울 의하여 경로 학습에 의존 연속 2 실험 1 오류 (들). 그것은 작업의 미로와 교육의 탐구를 장려하는 aversive의 자극에 의​​존하지 않기 때문에 우리는 낮은 스트레스 행동 테스트로 분류. 장치는 모듈 시작 상자 4 암 미로 기관 및 목표 상자로 구성되어 있습니다. 목표 상자의 하단에있는 동물의 홈 케이지에서 발견 미로 테스트 기간 동안 각 동물에 따라 다릅니다 비슷한 침구를 포함하는 의사 가정 케이지입니다. 그것이 의사 가정 케이지가 미로를 탐색하는 법을 배워야 마우스 동기를 부여하기에 충분한 보상을 제공 이전에 입증되었습니다<sup&gt; 1</sup&gt;. 여기, 우리는 쥐를 두 가지 배경 종자의 학습 행동의 비교와 함께 학습과 생쥐의 메모리에 나이와 관련된 차이를 평가의 맥락에서 레쉴리 III 메이즈 절차의 시각화를 제시한다. 우리는 노화 또는 마우스에 스트레스 취약점의 영향을 평가에 관심을 다른 수사관이 미로 더 많은 스트레스를 학습 과제 및 / 또는 시각적인 단서를 포함 행동 검사에 대한 매력적인 대안을 고려할 수 있기를 바랍니다.

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

레쉴리 III의 미로가 자극 aversive 또는 Visual 단서에 의존하지 않는 경로 학습 작업입니다. 그것은 따라서 특히 노화 생쥐의하거나 어디에 스트레스가 고려, 학습 및 메모리를 평가하기위한 매우 매력적인 옵션입니다.

마우스에 레쉴리 III 메이즈를 사용하여 낮은 스트레스 루트 학습

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

low-stress-route-learning-using-the-lashley-iii-maze-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

17.8K 조회수.  Pennsylvania State University. 레쉴리 III의 미로가 자극 aversive 또는 Visual 단서에 의존하지 않는 경로 학습 작업입니다. 그것은 따라서 특히 노화 생쥐의하거나 어디에 스트레스가 고려, 학습 및 메모리를 평가하기위한 매우 매력적인 옵션입니다.

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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.

알츠하이머병 모델 마우스에서 학습 및 메모리 적자에 대한 모리스 워터 메이즈 테스트

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

연구

신경과학

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

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

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

T-미로 강제 교대 및 근무와 마우스의 레퍼런스 메모리를 평가하기위한 왼쪽 오른쪽 차별 작업

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

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

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

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

단일 셀 및 단일 스파이크 해상도 suprathreshold 신경 활동의 광 기록

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

Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example

Magneto- and electroencephalography (MEG/EEG) are neuroimaging techniques that provide a high temporal resolution particularly suitable to investigate the cortical networks involved in dynamical perceptual and cognitive tasks, such as attending to different sounds in a cocktail party. Many past studies have employed data recorded at the sensor level only, i.e., the magnetic fields or the electric potentials recorded outside and on the scalp, and have usually focused on activity that is time-locked to the stimulus presentation. This type of event-related field / potential analysis is particularly useful when there are only a small number of distinct dipolar patterns that can be isolated and identified in space and time. Alternatively, by utilizing anatomical information, these distinct field patterns can be localized as current sources on the cortex. However, for a more sustained response that may not be time-locked to a specific stimulus (e.g., in preparation for listening to one of the two simultaneously presented spoken digits based on the cued auditory feature) or may be distributed across multiple spatial locations unknown a priori, the recruitment of a distributed cortical network may not be adequately captured by using a limited number of focal sources.
Here, we describe a procedure that employs individual anatomical MRI data to establish a relationship between the sensor information and the dipole activation on the cortex through the use of minimum-norm estimates (MNE). This inverse imaging approach provides us a tool for distributed source analysis. For illustrative purposes, we will describe all procedures using FreeSurfer and MNE software, both freely available. We will summarize the MRI sequences and analysis steps required to produce a forward model that enables us to relate the expected field pattern caused by the dipoles distributed on the cortex onto the M/EEG sensors. Next, we will step through the necessary processes that facilitate us in denoising the sensor data from environmental and physiological contaminants. We will then outline the procedure for combining and mapping MEG/EEG sensor data onto the cortical space, thereby producing a family of time-series of cortical dipole activation on the brain surface (or "brain movies") related to each experimental condition. Finally, we will highlight a few statistical techniques that enable us to make scientific inference across a subject population (i.e., perform group-level analysis) based on a common cortical coordinate space.

We use magneto- and electroencephalography (MEG/EEG), combined with anatomical information captured by magnetic resonance imaging (MRI), to map the dynamics of the cortical network associated with auditory attention.

동시 멕 / EEG와 해부학적인 몸의 구조 제약 최소 - 표준 견적을 사용하여 매핑 두피 역학 : 청각주의 예

Magneto- and electroencephalography (MEG/EEG) are neuroimaging techniques that provide a high temporal resolution particularly suitable to investigate the ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method described here enables the investigator to measure long-lasting (from minutes to hours) high-quality intracellular responses from single Drosophila R1-R6 photoreceptors and Large Monopolar Cells (LMCs) to light stimuli. Because the recording system has low noise, it can be used to study variability among individual cells in the fly eye, and how their outputs reflect the physical properties of the visual environment. We outline all key steps in performing this technique. The basic steps in constructing an appropriate electrophysiology set-up for recording, such as design and selection of the experimental equipment are described. We also explain how to prepare for recording by making appropriate (sharp) recording and (blunt) reference electrodes. Details are given on how to fix an intact fly in a bespoke fly-holder, prepare a small window in its eye and insert a recording electrode through this hole with minimal damage. We explain how to localize the center of a cell's receptive field, dark- or light-adapt the studied cell, and to record its voltage responses to dynamic light stimuli. Finally, we describe the criteria for stable normal recordings, show characteristic high-quality voltage responses of individual cells to different light stimuli, and briefly define how to quantify their signaling performance. Many aspects of the method are technically challenging and require practice and patience to master. But once learned and optimized for the investigator's experimental objectives, it grants outstanding in vivo neurophysiological data.

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Sharp microelectrodes enable accurate electrophysiological characterization of photoreceptor and visual interneuron output in living Drosophila. Here we show how to use this method to record high-quality voltage responses of individual cells to controlled light stimulation. This method is ideal for studying neural information processing in insect compound eyes.

의 기록 세포 내 전압 응답에 대한 전기 생리 방법<em&gt; 초파리</em&gt; 빛 자극에 광수와의 interneurons<em&gt; 생체</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Microstate and Omega Complexity Analyses of the Resting-state Electroencephalography

Microstate and omega complexity are two reference-free electroencephalography (EEG) measures that can represent the temporal and spatial complexities of EEG data and have been widely used to investigate the neural mechanisms in some brain disorders. The goal of this article is to describe the protocol underlying EEG microstate and omega complexity analyses step by step. The main advantage of these two measures is that they could eliminate the reference-dependent problem inherent to traditional spectrum analysis. In addition, microstate analysis makes good use of high time resolution of resting-state EEG, and the four obtained microstate classes could match the corresponding resting-state networks respectively. The omega complexity characterizes the spatial complexity of the whole brain or specific brain regions, which has obvious advantage compared with traditional complexity measures focusing on the signal complexity in a single channel. These two EEG measures could complement each other to investigate the brain complexity from the temporal and spatial domain respectively.

This article describes the protocol underlying electroencephalography (EEG) microstate analysis and omega complexity analysis, which are two reference-free EEG measures and highly valuable to explore the neural mechanisms of brain disorders.

미세 및 휴식 상태 Electroencephalography의 오메가 복잡도 분석

Microstate and omega complexity are two reference-free electroencephalography (EEG) measures that can represent the temporal and spatial complexities of ...

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and parenting. Importantly, mice can be trained to associate novel odors with specific behavioral responses to provide insight into olfactory circuit function. This protocol details the procedure for training mice on a Go/No-Go operant learning task. In this approach, mice are trained on hundreds of automated trials daily for 2&#8211;4 weeks and can then be tested on novel Go/No-Go odor pairs to assess olfactory discrimination, or be used for studies on how odor learning alters the structure or function of the olfactory circuit. Additionally, the mouse olfactory bulb (OB) features ongoing integration of adult-born neurons. Interestingly, olfactory learning increases both the survival and synaptic connections of these adult-born neurons. Therefore, this protocol can be combined with other biochemical, electrophysiological, and imaging techniques to study learning and activity-dependent factors that mediate neuronal survival and plasticity.

Here, we train mice on an associative learning task to test odor discrimination. This protocol also allows for studies on learning-induced structural changes in the brain.

후 각 학습 및 쥐에 있는 차별의 객관적이 고 재현성 시험

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Targeting the Corticospinal Tract in Neonatal Rats with a Double-Viral Vector using Combined Brain and Spine Surgery

Successfully tackling the obstacles that constrain research on neonatal rats is important for studying the differences in outcomes seen in pediatric spinal cord injuries (SCIs) compared to adult SCIs. In addition, reliably introducing therapies into the target cells of the central nervous system (CNS) can be challenging, and inaccuracies can compromise the efficacy of the study or therapy. This protocol combines viral vector technology with a novel surgical technique&#160;to accurately introduce gene therapies into neonatal rats at postnatal day 5. Here, a virus engineered for retrograde transport (retroAAV2) of Cre is introduced at the axon terminals of corticospinal neurons in the spinal cord, where it is subsequently transported to the cell bodies. A double-floxed&#160;inverted orientation (DIO) designer receptor exclusively activated by designer drug(s) (DREADD) virus is then injected into the somatomotor cortex of the brain. This double-infection technique promotes the expression of the DREADDs only in the co-infected corticospinal tract (CST) neurons.&#160;Thus, the simultaneous co-injection of the somatomotor cortex and cervical CST terminals is a valid method for studying the chemogenetic modulation of recovery following cervical SCI models in neonatal rats.

This protocol demonstrates a novel method for applying gene therapies to subpopulations of cells in neonatal rats at postnatal ages 5-10 days by injecting an anterograde chemogenetic modifier into the somatomotor cortex and a retrogradely transportable Cre recombinase into the cervical spinal cord.

뇌 및 척추 결합 수술을 사용하여 이중 바이러스 벡터로 신생아 쥐의 피질척수관 표적화

Successfully tackling the obstacles that constrain research on neonatal rats is important for studying the differences in outcomes seen in pediatric ...

Shuttle Box Assay as an Associative Learning Tool for Cognitive Assessment in Learning and Memory Studies using Adult Zebrafish

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and traumatic brain injury (TBI). Zebrafish are an important neuroscience model due to their transparency during development and robust regenerative capabilities following neurotrauma. While various cognitive tests exist in zebrafish, most of the cognitive assessments that are rapid examine non-associative learning. At the same time, associative-learning assays often require multiple days or weeks. Here, we describe a rapid associative-learning test that utilizes an adverse stimulus (electric shock) and requires minimal preparation time. The shuttle box assay, presented here, is simple, ideal for novice investigators, and requires minimal equipment. We demonstrate that, following TBI, this shuttle box test reproducibly assesses cognitive deficit and recovery from young to old zebrafish. Additionally, the assay is adaptable to examine either immediate or delayed memory. We demonstrate that both a single TBI and repeated TBI events negatively affect learning and immediate memory but not delayed memory. We, therefore, conclude that the shuttle box assay reproducibly tracks the progression and recovery of cognitive impairment.

Learning and memory are potent metrics in studying either developmental, disease-dependent, or environmentally induced cognitive impairments. Most cognitive assessments require specialized equipment and extensive time commitments. However, the shuttle box assay is an associative learning tool that utilizes a conventional gel box for rapid and reliable assessment of adult zebrafish cognition.

성인 얼룩말 물고기를 사용하여 학습 및 메모리 연구에서 인지 평가를위한 연관 학습 도구로 셔틀 박스 분석

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and ...

Measurement of the Directional Information Flow in fNIRS-Hyperscanning Data using the Partial Wavelet Transform Coherence Method

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural synchronization (INS) during social interactions, functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is one of the most popular techniques for hyperscanning naturalistic social interactions because of its relatively high spatial resolution, sound anatomical localization, and exceptionally high tolerance of motion artifacts. Previous fNIRS-based hyperscanning studies usually calculate a time-lagged INS using wavelet transform coherence (WTC) to describe the direction and temporal pattern of information flow between individuals. However, the results of this method might be confounded by the autocorrelation effect of the fNIRS signal of each individual. For addressing this issue, a method termed partial wavelet transform coherence (pWTC) was introduced, which aimed to remove the autocorrelation effect and maintain the high temporal-spectrum resolution of the fNIRS signal. In this study, a simulation experiment was performed first to show the effectiveness of the pWTC in removing the impact of autocorrelation on INS. Then, step-by-step guidance was offered on the operation of the pWTC based on the fNIRS dataset from a social interaction experiment. Additionally, a comparison between the pWTC method and the traditional WTC method and that between the pWTC method and the Granger causality (GC) method was drawn. The results showed that pWTC could be used to determine the INS difference between different experimental conditions and INS's directional and temporal pattern between individuals during naturalistic social interactions. Moreover, it provides better temporal and frequency resolution than the traditional WTC and better flexibility than the GC method. Thus, pWTC is a strong candidate for inferring the direction and temporal pattern of information flow between individuals during naturalistic social interactions.

This protocol describes partial wavelet transform coherence (pWTC) for calculating the time-lagged pattern of interpersonal neural synchronization (INS) to infer the direction and temporal pattern of information flow during social interaction. The effectiveness of pWTC in removing the confounds of signal autocorrelation on INS was proved by two experiments.

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural ...