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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이 작품은 건강 연구의 캐나다 연구소 (CIHR), 타운센드 가족, 잭 브라운 가정 알츠하이머 연구 재단 (WAS)를 지원했습니다. WAS는 알츠하이머 병에있는 캐나다 연구 의자의 소유자입니다. PL은 NSERC 알렉산더 그레이엄 벨 캐나다의 대학원 장학금 박사 연구 대상 및 건강 연구 시니어 대학원 학생이기 위해 마이클 스미스 재단에 의해 지원되었다.

1. 준비 <ol><li> 장비 준비 <ol><li> 150cm의 직경 50cm (그림 1)의 깊이있는 원형 수영장을 구합니다. 검은 마우스를 사용하는 경우, 흰색 수영장을 사용해야합니다, 흰 생쥐를 사용하는 경우, 검은 수영장을 사용해야합니다. </li><li> 테스트중인 동물 테스트 중에 실험자을 볼 수 없다는 같은 방을 배열. 이것은 커튼이나 객실 디바이더로 수행할 수 있습니다. </li><li> 및 / 또는 수면 위에서 될 위치에있는 수영장의 내부에 공간에 대한 높은 콘트라스트 공간적 단서를 놓습니다. </li><li> 하얀 수영장, 블랙 풀에 대한 명확한 플렉시 글라스를위한 화이트 - 수영장에서 10cm 직경 플랫폼을 놓습니다. 플랫폼이 수면 위에 1cm까지 물이 수영장을 채우십시오. 물이 실내 온도 (22 ° C)에 평형하자. 물 온도에 따라이 1~3일 걸릴 수도 있고, 또는 온수는 평균 속도를 추가할 수 있습니다. </li></ol></li><li> 소프트웨어 준비 <ol><li> 카메라가 픽셀 기반 정보의 물리적인 거리 정보를 만들 수 있도록 컴퓨터 소프트웨어의 수영장을 보정합니다. 4 quadrants에 수영장을 나눕니다. 각각의 재판과 함께 변경할 수있는 변수 영역으로 플랫폼 영역을 지정합니다. 각 사분면에있는 하나와 수영장의 중심에서 한 - 5 플랫폼 subzones를 만듭니다. 보정을 저장하고 나머지 시험 일 동안 그것을 사용합니다. (예를 들어 그림을 참조하십시오. 2). </li><li> 60 초로 최대 시험 시간을 설정합니다. 마우스가이 시간 전에 플랫폼을 발견하면, 플랫폼이 발견되었을 때 재판을 중지 프로그램 소프트웨어. </li><li> 자동으로 추적 시작 프로그램, 실험자가 종료 테스트 영역을 지정합니다. 소프트웨어 패키지가 제공하는 &quot;반사 최소화&quot;옵션을 활용합니다. </li><li> 각 사분면에있는 동안 경로 길이, 이스케이프 지연과 시간을 추적할 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 2. 1 일 공개 플랫폼 <ol><li> 컴퓨터 프로그램 <ol><li> 추적 소프트웨어로 수영장 보정을로드합니다. </li><li> 실험에 해당하는 인터 재판 간격으로, 5 시련을 만듭니다. 플랫폼 위치와 각각의 재판과 다를 시작 방향을 프로그램. 예제 프로토콜 표 1을 참조하십시오. </li></ol></li><li> 프로 시저를 테스트 <ol><li> 그들의 주거 시설에서 동작 룸에 쥐를 전송합니다. 그들은 수영장이나 공간적 단서를 볼 수 없습니다 영역에서 생쥐 보관하십시오. 그들이 테스트하기 전에 최소한 30 분 동안 새로운 환경에 적응하자. </li><li> 의 가시성을 높이기 위해 플랫폼에 깃발을 놓으십시오. </li><li> 테스트를 시작하려면, 꼬리의 기지에 의해 홈 케이지에서 마우스를 올려. 당신이 테스트 영역에 가져다으로 마우스를 지원합니다. 꼬리의 기본으로 마우스를 리프팅하는 것은 부드럽게 수영장의 가장자리를 마주보고, 바다에 마우스를 놓으십시오. 신속하게 테스트 영역을 둡니다. </li><li> 마우스 60 초 전에 플랫폼을 발견하면 컷 - 오프, 마우스가 5 초 동안 플랫폼에 머물 수 있도록 다음의 홈 케이지로 돌아갑니다. 마우스 플랫폼을 찾을 수없는 경우, 플랫폼에서 마우스를 배치하고 그 홈 케이지에 반환하기 전에 20 초 동안 그 자리에 있으면서 수 있습니다. </li><li> 흔적의 모든 생쥐에 대해 반복합니다. 귀하의 소프트웨어에 프로그램이 같은 다른 플랫폼 위치와 방향을 시작으로 각 후속 재판을 시작합니다. </li><li> 테스트가 완료되면, 자신의 주택 시설에 생쥐를 반환합니다. 생쥐에서 건조하고 normothermia는 동물 시설로 귀환하기 전에 보장합니다. </li><li> 다음날을위한 준비에서 플랫폼에서 플래그를 제거하고 표면 아래에 1cm로 잠수함 플랫폼을 위해 수영장에 추가 물을 추가합니다. </li></ol></li></ol> 3. 일 2-5 : 숨겨진 플랫폼 <ol><li> 컴퓨터 프로그램 <ol><li> 추적 소프트웨어로 수영장 보정을로드합니다. </li><li> 실험에 해당하는 인터 재판 간격으로, 5 시련을 만듭니다. 프로그램 플랫폼 모든 시련과 일 내내 같은 위치에 유지하는 위치에 있지만, 시작 방향을 매일, 각 시험과 다릅니다. </li></ol></li><li> 프로 시저를 테스트 <ol><li> 검은 생쥐 들어, 풀에 무독성, 백색, 분말 온도 페인트를 추가하고 철저히 섞는다. 충분히 잠수 플랫폼이 수면에서 보이지 않는 그러한 페인트를 사용하십시오. 하얀 생쥐 들어, 맑은 물, 맑은 플렉시 글라스 플랫폼과 검은 수영장을 사용해야합니다. </li><li> 2.2.6 단계 2.2.3를 따르십시오. </li></ol></li></ol> 4. 일 6 : 프로브 트라이얼 <ol><li> 컴퓨터 프로그램 <ol><li> 추적 소프트웨어로 수영장 보정을로드합니다. </li><li> 노 플랫폼 영역 1 재판 하나 시작 방향을 만듭니다. 일 2-5에 사용되는 플랫폼 사분에서 멀리 떨어져 시작하는 방향을 선호합니다. 60 초에 트레일 길이를 설정합니다. </li></ol></li><li> 프로 시저를 테스트 <ol><li> 수영장에서 플랫폼을 제거합니다. </li><li> 2.2.6 단계 2.2.3를 따르십시오. </li></ol></li></ol> 5. 데이터 분석 <ol><li> 매일 각 마우스 평균 5 시련 각 시험 과목에 대해 하나의 경로 길이와 탈출 대기 시간을 제공합니다. 적절하게 결합하여 오류를 계산합니다. 일 6, 간단하게 각각의 마우스에 대한 플랫폼 사분면에있는 동안 경로 길이, 이스케이프 지연, 그리고 시간을 수집합니다. </li><li> 어떤 차이가 일 1 그룹간에 존재하는 경우, 그것은 가능성이 오히려 학습과 메모리보다 비전있는 문제입니다. 어떤 차이가 1 일에 보지 경우에만 분석 진행합니다. </li><li> 데이터 집합에 대한 적절한 통계를 사용하는 일 2-5에 대한 학습 곡선을 비교합니다. 험한 곡선 빠른 작업 인수를 나타냅니다, 얕은 곡선 작업 인수의 적자를 나​​타냅니다. 일 5 일 2 데이터 ANOWA를 사용하여 분석하고 있습니다. </li><li> 6 일 들어, 데이터 세트에 적절한 통계를 사용하여 이전에 배운 플랫폼 사분면에 보낸 시간의 비율을 비교. 플랫폼 사분면에있는 동안 시간의 높은 비율은 메모리 유지의 높은 수준으로 해석됩니다. </li></ol> 6. 대표 결과 우리는 광고 pathogenesis (7)과 valproic 산성 (VPA) 유전자 변형 광고 모델 마우스에서 AD 치료 (6)의 제약 가능성에 hypoxia의 효과를 검토하기 위해 모리스 워터 미로 테스트를 사용했습니다. 그림 3은 우리가 APP23 AD 마우스 모델 (6)에서 메모리 적자에 VPA의 영향에 대한 연구에 보고된 대표적인 결과이다. 1 일 (보이는 플랫폼 재판)에서 VPA 치료 및 제어 그룹 지연 (그림 3A)와 그룹 모두 비슷한 모터와 시각적인 기능을 가지고 나타내는 경로 길이 (그림 3A) 사이에는 차이가 없습니다. 이것에서 우리는 생쥐가 표시된 플랫폼과 환경을 주변에서 신호를 볼 수 있으며, acceptably 수영을 얻을 수 있습니다. 일 2-5의 경우 (숨겨진 플랫폼 실험의 4 주 1) 예를 들어 VPA 치료 쥐가 컨트롤보다 훨씬 더 나은 수행되는 제안, 탈출 대기 (그림 3C)와 그룹 간의 경로 길이 (그림 3D)에 차이를 보여줍니다 시간이 지남에. 프로브 트레일 마우스가 숨겨진 플랫폼 이전에 배치되었다 세 번째 사분로 여행 횟수가 제어 (그림 3E)에 비해 VPA 치료로 상당히 큰 것을 마지막 날 (6 일) 공연에 발생합니다. 이러한 데이터는 VPA 치료가 APP23 생쥐에서 본 메모리 적자를 상당히 향상을 나타냅니다. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig1.jpg" alt="그림 1"/> 그림 1. 모리스 워터 미로 보이는 플랫폼 테스트 하루에 장비 설치가. 수영장은 객실 디바이더를 사용하여 실험자 차단할 수 있습니다. 공간적 단서는 벽에 위치하고 있으며, 원하는 경우 어쩌면, 수면 위, 수영장의 내부에 위치하고 있습니다. 수영장은 표면 위에 1cm있는 플랫폼으로, 맑은 물로 가득 차 있습니다. 플래그는 가시성을 향상시키는 플랫폼에 배치되었습니다. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig2.jpg" alt="그림 2"/> 그림 2. 풀 교정을 보여주 모든 - 메이즈 ™ 비디오 추적 시스템에서 화면 캡처. 수영장이 RTV24 디지타이저와 흑백 아날로그 추적 카메라로 위에서 볼 수 있습니다. 여러 영역은 소프트웨어 내에 정의되며 총 수영장 4 quadrants으로 나누어져 있습니다. NW, NE, SW, SE, 또는 센터 다섯째, 플랫폼 영역이있는가 다섯 가지 지역과 시련에 걸쳐 다를 수 있습니다 입력됩니다. 교정 라인 (중앙 통해 쳤다 라인) 소프트웨어가 실제 거리에 픽셀 거리를 변환할 수 있도록 추가됩니다. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig3.jpg" alt="그림 3"/> 그림 3. 모리스 워터 미로에 대한 대표 결과가. 인간 스웨덴어 돌연변이 APP 유전자를 갖고 7 개월 APP23 유전자 변형 생쥐는 매일 VPA (n은 = 30 생쥐) 또는 차량 솔루션 (n은 = 30 생쥐) 주사 1 개월 후에 테스트되었습니다. (A) 동안 보이는 플랫폼 시험의 첫날은 VPA 치료 및 제어 APP23 생쥐가 보이는 플랫폼에 탈출하기 위해 유사한 지연 전시. P&gt; 0.05 학생의 T - 테스트에 의해. (B) VPA - 처리 및 제어 APP23 생쥐가 보이는 플랫폼 테스트에서 보이는 플랫폼에 탈출하기 전에 유사한 수영 거리를했다. P&gt; 0.05로 학생의 T - 테스트합니다. (C) 숨겨진 플랫폼 테스트에서는 VPA는 APP23 생쥐는 3 차 및 4 번째 날, P에 숨겨진 플랫폼에 ANOVA에 의해 &lt;0.001를 탈출하는 짧은 대기 시간을 보여주 취급. (D)는 VPA - 처리 APP23 마우스는 ANOVA에 의해 3 차 및 4 번째 날, P에 숨겨진 플랫폼에 &lt;0.01를 탈출하기 전에 짧은 수영장 길이를했다. (E) 6 일에 프로브 재판에서 VPA - 대우 APP23 쥐가 여행 에 숨겨진 플랫폼 이전에 배치되었다 세 번째 사분면, 컨트롤보다 훨씬 더 많은 시간. * P &lt;; 0.005 학생의 T - 테스트로. (적응 및 원래 메드 도이 J.의 특급 출판 실험 의학 205 2781년에서 2789년까지, 2008 년 록펠러 대학 출판부의 저널에서 reprinted :... 10.1084/jem.20081588) (6). <table border="1"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td colspan="2"> 1 일 </td><td> 날 2 </td><td> 3 일 </td><td> 일 사 </td><td> 5 일 </td><td> 6 일 </td></tr><tr><td></td><td> 플랫폼 위치 </td><td> 시작 방향 </td><td colspan="4"> 플랫폼 위치 : SW는 다음과 같이 위치 시작 : </td><td> 아무 플랫폼 없습니다. </td></tr><tr><td> 시행 1 </td><td> SW </td><td> 에스 </td><td> W </td><td> N </td><td> N </td><td> E </td><td> N </td></tr><tr><td> 트라이얼 2 </td><td> NW </td><td> N </td><td> 에스 </td><td> W </td><td> E </td><td> 에스 </td><td></td></tr><tr><td> 트라이얼 3 </td><td> NE </td><td> 에스 </td><td> N </td><td> E </td><td> W </td><td> W </td><td></td></tr><tr><td> 트라이얼 4 </td><td> 센터 </td><td> E </td><td> E </td><td> W </td><td> 에스 </td><td> E </td><td></td></tr><tr><td> 트라이얼 5 </td><td> SE </td><td> W </td><td> 에스 </td><td> 에스 </td><td> N </td><td> N </td><td></td></tr></tbody></table> 표 1. 샘플 물 미로 프로토콜 * 시작 방향을 변경하면서 플랫폼 위치와 일 1 방향의 변화를 시작, 둘 다 일 2-5에 플랫폼 위치가 일정하게 유지하는 방법 * 반면에 있습니다. 일 6, 아무 플랫폼과 단일 재판이 없습니다. 생쥐들이 이전에 배운 플랫폼 사분면에 들어가기 전에 몇 가지 거리를 여행해야하므로 6 일 시작 방향은 이전 플랫폼 위치 (SW)에서 멀리이다.

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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>

모든 실험은 브리티시 컬럼비아 애니멀 케어 및 사용위원회 CIHR 지침의 대학에 따라 실시되었다.

나이, 성별, 종 및 스트레인 차이 MWM 성능 (8) 영향을줍니다. 연구는 남성 설치류가 여성보다 나은 수행하는 동안 세 생쥐가 MWM의 성능 저하를 나타냅니다; 또한 부유는 쥐 (9, 10)보다 쥐가 더 발음됩니다. 따라서 이러한 요소는 모든 테스트를 통해 동일시한다. 증거 또한 스트레스 동물 MWM (11) 더 제대로 실행하는 것이 좋습니다, 같은 온도, 빛, 소음 등 스트레스를 일으킬 수 있으므로 환경 요인은 모니터 및 작업을 통해 지속적인 보관해야합니다.

<table border="1"><tbody><tr><th> 시약의 이름 </th><th> 회사 </th><th> 댓글 (옵션) </th></tr><tr><td> AnyMaze 비디오 추적 시스템 </td><td> 스토엘팅 회사 </td><td></td></tr><tr><td> 온도 페인트 </td><td> 리브스 &amp; 풀 그룹 </td><td> 화이트, 가루 </td></tr></tbody></table>

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

모리스 워터 미로 (MWM)는 첫번째 공간 memoryand 장기 공간 메모리 1 인수를 포함 hippocampal 종속적인 학습을 테스트하기 위해 1981 년 신경학 리처드 G. 모리스에 의해 설립되었습니다. MWM은 일반적으로 육일 재판, 공간적 (숨겨진 플랫폼) 사이의 차별되는 큰 장점이 아닌 공간 (표시 플랫폼) 조건을 2-4로 구성된 비교적 간단한 절차입니다. 또한, MWM 테스트 환경은 냄새 트레일 간섭 5 줄여줍니다. 이것은 공간 학습과 기억의 신경 생물학과 신경 약리학의 연구에 광범위하게 사용되는 작업을 주도하고 있습니다. MWM은 알츠하이머 병 6, 7과 같은 neurocognitive 장애에 대한 쥐 모델의 검증에 중요한 역할을합니다. 이 프로토콜 우리는 일반적으로 알츠하이머 질환 유전자 변형 마우스 모델에 사용되는 시험 학습과 메모리 및 데이터 분석을위한 MWM의 일반적인 절차를 논의했다.

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

모리스 워터 미로는 hippocampal 종속적인 학습과 기억을 테스트하는 행동 작업입니다. 이것은 널리 설치류 모델에서 신경 생물학, 신경 약리학과 neurocognitive 장애의 연구에 사용되었습니다.

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 ...

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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 조회수.  University of British Columbia. 모리스 워터 미로는 hippocampal 종속적인 학습과 기억을 테스트하는 행동 작업입니다. 이것은 널리 설치류 모델에서 신경 생물학, 신경 약리학과 neurocognitive 장애의 연구에 사용되었습니다.

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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.

마우스의 물 미로 시험의 얕은 물 (패들링) 변종

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 ...

연구

행동분석학

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.

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 ...

신경과학

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.

두개골 방사선 치료에 의한인지 감소를 Quantifying

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

의학

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.

모리스 물 미로 테스트 : 마우스 스트레인 및 테스트 환경을위한 최적화

 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.

모리스 워터 메이즈 실험

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 ...

생물학

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.

방사형 워터 트레드 미로를 이용한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 공간 기억 장애의 평가

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.

모리스 워터 미로를 이용한 알츠하이머 병 마우스 모델의 학습 및 기억 능력 분석

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.

뇌졸중과 알츠하이머 병의 유전자 변형 쥐 모델에서 모터 및 해마 종속 공간 학습 및 참조 메모리 평가

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.

모리스 수중 미로

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, ...