Este trabalho foi financiado pela Universidade de Estrasburgo e Neurex-Neuroscience superior Rede Reno (pós-doc comunhão para RP) e por BrainLinks-BrainTools Cluster de Excelência financiadas pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG, conceder número EXC 1086). Agradecemos Nadja Martini para assistência técnica especializada.

1. Considerações gerais Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso de Animal do Hospital Universitário de Freiburg (mesmo para Estrasburgo). A acuidade visual é necessário para o desempenho em testes de aprendizagem espacial. Roedores com sistemas deficientes visuais não são adequadas. Além disso, a iluminação deve ser suficiente para que os ratos para ver os diferentes sinais localizados nas paredes circundantes. É útil para utilizar sinais básicos em forma (quadrado, círculo, triângulo), mas bem-contrastadas (por exemplo, pistas pintadas de preto em um fundo branco-pintada). Da mesma forma, os déficits motoras graves são critérios de exclusão, porque a natação é necessário para este teste e afogamento pode ocorrer. Finalmente, roedores hiper-ansioso, pode exibir um comportamento de busca altamente tendenciosa, que tem impacto sobre o desempenho. 2. Aparelho Set Up <ol><li> Construir um labirinto duplo-H que consiste em um beco central de 160 cm, que é cortada em ambas as extremidades e no centropor três paralelas executar braços 160 centímetros (veja a Figura 1). Certifique-se de que o corredor central e os seus braços perpendiculares são 20 cm de largura, e estão rodeados por 35 cm de altura paredes de acrílico transparente. Espessura do acrílico é de 6 mm para todas as partes. </li><li> Fixe as paredes no local usando cola e parafusos, e à prova d&#39;água do labirinto usando juntas de silicone em todos os ângulos internos. Essas articulações podem ser substituídos facilmente eles devem perder a sua impermeabilidade. Coloque uma saída de drenagem na extremidade de um dos braços de canto (ou no meio do labirinto) para esvaziamento. </li><li> Coloque o labirinto em um 80 cm de altura mesa, com espaço adequado em torno dele para a) uma caminhada em torno do labirinto, e b) a colocação de pistas bem contrastadas. Designar cada braço no labirinto por sua posição, ou seja, a noroeste (NW), norte (N), Nordeste (NE), sudoeste (SW), sul (S) e sudeste (SE). </li><li> Coloque uma câmera montada no teto acima do labirinto para análise pós-teste do comportamento animal, usando manual ou aut(vídeo-tracking) métodos omatic (ver §5). </li></ol> 3. Observações Gerais <ol><li> Antes de usar, encher o labirinto com água a uma altura aproximada de 18 cm (200 L). Isto é suficientemente elevado para evitar que os ratos toquem no fundo do labirinto com os pés, mas superficial suficiente para impedir a fuga. </li><li> Depois de pré-formação, tornar o opaco água misturando 250 g de leite em pó desnatado. Troque a água em uma base diária para evitar que a água do leite de se tornar rançoso. Manter a temperatura da água entre 21-23 ° C para fornecer incentivos para os ratos para buscar a plataforma de fuga. NOTA: Apenas os ratos tornam-se familiar com a posição da plataforma durante a pré-formação, a sua posição é movido para um braço diferente durante o treino. </li><li> Antes da utilização, mergulhe uma plataforma diâmetro 17 centímetros de altura, 10 cm de lado da extremidade de um dos braços de canto (NE, NW, SE ou SW). Assegurar a altura a ser submerso é de 1 cm abaixo da superfície da superfície da água. Treinar os ratos para chegara plataforma alvo usando uma estratégia de aprendizagem ou alocêntrica egocentric, que é dependente do tipo de paradigma utilizado (ver § 4). </li></ol> 4. Protocolos de Formação Básica NOTA: Os ratos são normalmente fornecidos com um dia inicial de pré-formação, que lhes permite se familiarizar com o labirinto. <ol><li> Para pré-formação libertar o rato a partir da extremidade de um dos braços centrais (por exemplo, S braço) e colocar a plataforma meta na extremidade de um dos braços de canto (por exemplo, NE), em seguida, dar os ratos 4 consecutivo 60 seg ensaios em que para alcançar a plataforma de destino. </li><li> Ao atingir a plataforma de escape, permitir que o rato de esperar lá durante 15 segundos, de modo que eles podem descansar e observar os seus arredores. Independentemente da posição de partida, sempre bloquear o braço oposto com uma porta de guilhotina transparente, o que impede a entrada. NOTA: Durante a pré-treinamento, deixe a água transparente, e ajustar a plataforma eleight de tal modo que a mesma sobressai 1 cm acima da superfície da água, tornando assim mais visíveis para o rato. </li><li> Realizar sessão de treino diária que consiste em até quatro ensaios consecutivos, separados por um intervalo de 10 s, pelo menos, (formação discreta, isto é, com intervalos de vários minutos entre ensaios, é uma alternativa). </li><li> Para a formação, reposicione a plataforma a partir da sua posição de pré-formação para o braço escolhido (por exemplo, NW), e pode ser mergulhado na sua extremidade um centímetro abaixo da superfície da água. Agora tornar a água opaca pela adição de leite e poder executar o seguinte formação (secção 4). </li><li> Para os ratos que não atingem a plataforma de destino dentro de 60 segundos, devolvê-las para a posição inicial, e gentilmente orientá-los para a plataforma pelo experimentador. </li><li> Meça diversas variáveis ​​durante as sessões de treinamento e de sonda, tais como, nadou a distância, latência para o gol braço / plataforma, o tempo gasto em cada braço, bem como o número de erros iniciais / repetitivos (ver Figura2). Tenha em mente que as latências pode ser influenciada por dificuldades motoras. Se for caso disso, a distância e os erros aparecem como variáveis ​​mais fiáveis ​​sobre o desempenho cognitivo. </li><li> Alocêntrica Estratégia de Formação: <ol><li> Dia 1 - Pré-Formação: <ol><li> Não adicione o leite em pó para esta etapa. Coloque plataforma de escape saliente 1 cm acima da superfície da água num local fixo. Trem ratos em 4 ensaios consecutivos para alcançar a plataforma. </li></ol></li><li> Dias 2-5 - Formação: <ol><li> Adicionar 250 g de leite em pó desnatado para a água para a tornar opaca. Mover a plataforma de um braço diferente (por exemplo, a partir de NE para NW) e adicionar água de modo que a plataforma é de 1 cm abaixo da superfície da água. Datas de ratos a partir de qualquer braço N ou S em sequências imprevisíveis para cada sessão, de modo que ambos os braços são usados ​​duas vezes como início julgamento em uma única sessão (4 ensaios / dia, por exemplo, SNNS, NSNS; veja a Figura 3). </li></ol></li><li>Dia 6 - Sonda Sessão: <ol><li> Remover plataforma para o julgamento da sonda. Solte ratos a partir de um braço diferente aos utilizados durante o treinamento (por exemplo, SW), e permitir-lhes nadar durante 60 segundos. Consulte a Figura 4 para faixas de natação representativas. Análise do tempo gasto no braço alvo (antiga localização da plataforma) dá uma indicação sobre se ratos utilizar uma estratégia espacial, um outro tipo de estratégia, uma combinação sequencial de estratégias diferentes (ver abaixo), ou um padrão de pesquisa desorganizado. </li></ol></li></ol></li><li> Egocêntrico Formação Estratégia: <ol><li> Dia 1 - Pré-Formação: <ol><li> Este é o mesmo como o primeiro passo na formação estratégia alocêntrica (passo 4.1). Não adicione o leite em pó para esta etapa. Coloque plataforma de escape saliente 1 cm acima da superfície da água num local fixo. Trem ratos em 4 ensaios consecutivos para alcançar a plataforma. </li></ol></li><li> Dias 2-5 - Formação: <ol><li> Adicione 250 g deleite desnatado em pó para a água para a tornar opaca. Mover a plataforma de um braço diferente e adicionar água de modo que a plataforma é de 1 cm abaixo da superfície da água. Ratos liberação do mesmo braço de início (S ou N; veja a Figura 5) para cada ensaio (4 ensaios / dia). </li></ol></li><li> Dia 6 - Sonda Sessão: <ol><li> Remover plataforma para o julgamento da sonda. Os ratos são liberados a partir de um braço diferente de onde eles foram liberados durante o treinamento. Permitir que os ratos a nadar, durante 60 seg. Bloquear o braço oposto com uma porta de guilhotina transparente. NOTA: Modifique as estratégias de formação acima de acordo com as exigências de cada ensaio, por exemplo, testes de efeitos de drogas etc. </li></ol></li></ol></li><li> Seque o rato fora com toalhas absorventes após cada sessão na água. </li></ol> 5. Análise <ol><li> Realizar medições de latência, erros iniciais e repetitivos, primeiras escolhas e tipo de resposta manually gravando essas variáveis ​​dos vídeos feitos a partir da câmara em cima. </li><li> Alternativamente, se disponível, utilizar software de rastreamento de vídeo disponíveis comercialmente e configurado para gravar essas variáveis ​​automaticamente. </li><li> Análise Estatística: NOTA: A implementação específica de análise estatística depende do estudo, o que está ocorrendo. <ol><li> Executar um um, dois ou três vias ANOVAs sobre os erros repetitivos / iniciais, a latência para o gol braço / plataforma, e tempo gasto no braço alvo; com factores que incluem o dia do teste, e grupo (s) de tratamento. </li><li> Sempre que necessário, siga estes ANOVAs usando post-hoc de Newman-Keuls testes de comparações múltiplas. Para comparar o desempenho, usar um valor de referência (por exemplo, o tempo gasto no braço alvo durante um ensaio de sonda em relação ao nível do acaso), e executar o teste t. </li><li> Se necessário, use as estatísticas não paramétricos, além (por exemplo, χ², veja abaixo) ou no lugar quando as condições para PARAMETric queridos não estão preenchidas. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Comentários sobre Projeto e Análise de Estudo Desde a sua concepção, o labirinto duplo-H tem sido utilizado em uma série de experimentos comportamentais em ratos, que coletivamente foram concebidos para estudar as respostas egocêntricos e / ou alocêntrica em ratos em condições normais e alterados 24,25 26-29 estados cerebrais. Os últimos estudos incluem estriatal estimulação cerebral profunda (DBS) 26, modelos animais de doenças neurológicas 27,28,...

Em animais, a aprendizagem é principalmente mediado pelos sistemas de memória hippocampal- e baseada no corpo estriado de 1,2, que desempenham papéis centrais em matéria de colocação e processual memória, respectivamente. A relação entre estes dois sistemas é complexa, e que são conhecidas por interagir uns com os outros em modos cooperativos ou competitivos 1,3. Além disso, estudos têm mostrado que a influência de qualquer um destes sistemas de memória sobre o comportamento animal pode aumentar após a ausência de danos ou de outro sistema de 4-7. Ambos os sistemas estão ligados para o córtex pré-frontal através do tálamo. Inúmeras doenças neurológicas e doenças neurodegenerativas podem afetar a cognição espacial em seres humanos, que contam com a interação entre sistemas de memória processuais e declarativa. Os exemplos incluem a doença de Parkinson (DP), doença de Huntington (HD) 8-10, a doença de Alzheimer (AD) 11-14, bem comoA esclerose lateral amiotrófica (ELA) 15. Os modelos animais, que são relevantes para esses distúrbios podem ser induzidas através de vários tratamentos com drogas que bloqueiam determinados receptores 16, bem como através de lesões-alvo. Quando estes animais são usados ​​com tarefas de memória espacial, um conhecimento valioso pode ser adquirida sobre os mecanismos subjacentes a estas desordens relacionadas, bem como para várias opções de tratamento. Existem muitos tipos diferentes de funções de memória espacial em roedores, que colectivamente são concebidos para avaliar os aspectos específicos de aprendizagem e de memória, bem como os efeitos de tratamentos potenciais para várias desordens 17,18. Estas tarefas podem ser distinguidas pelo número de objectivos e caminhos, o grau de flexibilidade comportamental em resolver a tarefa, a duração da memória ou retardo, bem como a escolha da estratégia utilizada na resolução da tarefa. Um bom desempenho pode ser adquirido com base em sugestões externas ou marcos que são utilizados para orientaro animal em direção à meta (uma estratégia alocêntrica ou local). Alternativamente, um roedor podem desenvolver uma estratégia que se baseia na direcção corporal e sinais com relação à direcção para mover uma estratégia em (egocentric ou processual), por exemplo, um rato se sabe que o objectivo é uma curva para a esquerda seguido de uma curva à direita , então há pouca necessidade de uma estratégia alocêntrica ou lugar. Maze tarefas muitas vezes diferem de acordo com o grau de flexibilidade oferecida para o roedor para resolvê-los. Por exemplo, no labirinto aquático de Morris, uma versão seco do último (por exemplo, 19) ou o labirinto Barnes (por exemplo, 20), há potencialmente infinitas rotas do rato pode tomar para atingir o objectivo. No labirinto aquático de Morris, por exemplo, a localização da baliza pode ser aprendido com base em pontos de referência ou pistas (estratégia alocêntrica) externo, ou por simplesmente nadar em círculos em direcção ao centro até que a plataforma se encontra (estratégia egocentric) 21. Certas tarefas têm múltiplos objetivose um elevado grau de flexibilidade, tal como a tarefa de cone e o campo 22 ou radial do labirinto Olton 23. No outro extremo da escala são tarefas, que oferecem uma flexibilidade limitada em alcançar o objectivo, por exemplo, o labirinto de pedra, ou a versão alternada do labirinto-T. Essas tarefas fornecem apenas uma forma correta de alcançar a meta e facilitar o aparecimento de rotinas cognitivas que são regidos principalmente pelo sistema de memória procedural baseada em estriado. O labirinto duplo-H é um novo dispositivo de teste de memória espacial, que foi projetado para permitir que o experimentador para direcionar o tipo de estratégia que é aprendido por roedores em resolver a tarefa 24. Composta de três braços correm paralelas interceptadas por um beco central, perpendicular, o labirinto duplo-H é uma tarefa água-escape em que os roedores aprendem a chegar a uma plataforma de escape que está imerso em um dos locais de labirinto. Durante o treino, uma estratégia processual pode ser desenvolvido através da manutenção tele mesmo iniciar e locais de gol por toda parte. Alternativamente, uma estratégia alocêntrica pode ser desenvolvido através da alternância da localização inicial em uma ordem aleatória, exigindo, portanto, o rato de aprender a localização da plataforma escondida com base em sinais ambientais, uma vez que tem a ver num labirinto de água. Isto supera um obstáculo presente em muitas tarefas de labirinto diferentes, em que o experimentador outro modo tem pouco controlo sobre o tipo de estratégia de utilizar que os roedores. Isso é importante quando se considera que os efeitos de certas drogas candidatos que melhoram a cognição confiar no sistema de lugar-memory-base do hipocampo, assim, o surgimento de rotinas cognitivas e procedimentos pode confundir a interpretação das observações comportamentais quando os animais, por exemplo mudança de alocêntrica a memória de procedimento durante o curso de formação. De modo semelhante, pode ser desejável para avaliar os efeitos de drogas e tratamentos em memória de procedimento, sem a influência da memória de base local alocêntrica. Finalmente, este dispositivopode ser utilizada para estudar as interacções cooperativas ou competitivas entre estes sistemas de memória, e as condições sob as quais os roedores podem mudar de um sistema para outro.

<table><tbody><tr><td>Rats or Mice</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Towels for drying</td><td>University Hospital</td><td></td><td>1 / animal</td></tr><tr><td>Water</td><td></td><td></td><td>~200 L / day</td></tr><tr><td>Skim milk powder</td><td>Grocery store</td><td></td><td>250 g / 200 L water</td></tr><tr><td>Garden Hose</td><td>Hardware store</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drying rack for towels</td><td>Hardware store</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kinect camera</td><td>Kinect</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PC computer</td><td>any</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Double H Maze, (plexiglass)&lt;/strong&gt; (Custom-Built)</td></tr><tr><td>External lateral walls, 1600 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>Internal lateral walls, 706 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>8</td></tr><tr><td>Central corridor panels, 500 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>4</td></tr><tr><td>Arm extremities, 188 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td>Guillotine doors, 187 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>3</td></tr><tr><td>Extremity covers, 200 &amp;times; 250 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td>Crossbars, 200 &amp;times; 40 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Double-H Maze Platform (to be ballasted)&lt;/strong&gt; (Custom-Built)</td></tr><tr><td>Metal platform, 100 mm diameter &amp;times; 150 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>Platform cover, 100 mm diameter &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr></tbody></table>

the double-h maze: a robust behavioral test for learning and memory in rodents

Investigação cognição espacial em roedores tipicamente emprega o uso de tarefas de labirinto, cujos atributos variar de um labirinto para o próximo. Estas tarefas variar de acordo com a sua flexibilidade comportamental e a duração da memória necessária, o número de objectivos e caminhos, e também a complexidade global tarefa. Uma característica confusão em muitas destas tarefas é a falta de controle sobre a estratégia utilizada pelos roedores para alcançar a meta, por exemplo alocêntrica (processuais) estratégias, (declarativas-like) ou egocêntricos base. O labirinto duplo-H é uma tarefa de memória de água-escape romance que aborda esta questão, ao permitir que o experimentador para direcionar o tipo de estratégia aprendidas durante o período de treinamento. O labirinto duplo-H é um dispositivo transparente, que é constituída por um corredor central com três braços salientes em ambos os lados, junto com uma plataforma de fuga submersa na extremidade de um destes braços. Os ratos podem ser treinados usando uma estratégia alocêntrica alternando a stposição arte no labirinto de forma imprevisível (ver protocolo 1; §4.7), exigindo-lhes, assim, aprender a localização da plataforma com base nas sugestões allothetic disponíveis. Como alternativa, uma estratégia de aprendizagem egocêntrico (protocolo 2; §4.8) pode ser empregado por liberando os ratos de uma mesma posição durante cada tentativa, até que aprendam o padrão processual necessária para alcançar a meta. Esta tarefa tem sido provado para permitir a formação de traços de memória estáveis. A memória pode ser sondado após o período de formação de um ensaio de sonda enganadora, uma vez que a posição de partida para a suplentes ratos. Na sequência de um paradigma de aprendizagem egocêntrico, os ratos normalmente recorrer a uma estratégia baseada em alocêntrica, mas apenas quando o seu ponto de vista inicial sobre os elementos extra-labirinto difere marcadamente de sua posição original. Esta tarefa é ideal para explorar os efeitos de drogas / perturbações no alocêntrica performance / memória egocêntrico, bem como as interações entre these dois sistemas de memória.

Estratégia de Aprendizagem egocêntrico Um estudo foi realizado para determinar se a estratégia escolhida memória em ratos mudanças com base em alterações da sua perspectiva de estímulos ambientais externos, seguindo um paradigma egocêntrico-learning 25. Os ratos foram treinados durante 4 dias (4 ensaios / dia) para chegar a um braço meta localizado na NE, e foram subsequentemente testadas no quinto dia utilizando um ensaio de sonda enganadora, uma vez que o braço de iníci...

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The Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

The goal of this protocol is to investigate spatial cognition in rodents. The double-H water maze is a novel test, which is particularly useful to elucidate the different components of learning, consolidation and memory, as well as the interplay of memory systems.

O Double-H labirinto: um teste comportamental robusto para Aprendizado e Memória em roedores

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their ...

the-double-h-maze-robust-behavioral-test-for-learning-memory

Research

JoVE Journal

Behavior

12.5K visualizações.  University Hospital Freiburg. The goal of this protocol is to investigate spatial cognition in rodents. The double-H water maze is a novel test, which is particularly useful to elucidate the different components of learning, consolidation and memory, as well as the interplay of memory systems.

Vídeo: The Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

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.

Baixa tensão de Aprendizagem Route Usando o Lashley Maze III em Ratos

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

Neurociência

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land (Barnes) mazes. Improved performance over sessions or trials is thought to reflect learning and memory of the escape cage/platform location. Considered less stressful than water mazes, the Barnes maze is a relatively simple design of a circular platform top with several holes equally spaced around the perimeter edge. All but one of the holes are false-bottomed or blind-ending, while one leads to an escape cage. Mildly aversive stimuli (e.g.&#160;bright overhead lights) provide motivation to locate the escape cage. Latency to locate the escape cage can be measured during the session; however, additional endpoints typically require video recording. From those video recordings, use of automated tracking software can generate a variety of endpoints that are similar to those produced in water mazes (e.g.&#160;distance traveled, velocity/speed, time spent in the correct quadrant, time spent moving/resting, and confirmation of latency). Type of search strategy (i.e.&#160;random, serial, or direct) can be categorized as well. Barnes maze construction and testing methodologies can differ for small rodents, such as mice, and large rodents, such as rats. For example, while extra-maze cues are effective for rats, smaller wild rodents may require intra-maze cues with a visual barrier around the maze. Appropriate stimuli must be identified which motivate the rodent to locate the escape cage. Both Barnes and water mazes can be time consuming as 4-7 test trials are typically required to detect improved learning and memory performance (e.g.&#160;shorter latencies or path lengths to locate the escape platform or cage) and/or differences between experimental groups. Even so, the Barnes maze is a widely employed behavioral assessment measuring spatial navigational abilities and their potential disruption by genetic, neurobehavioral manipulations, or drug/ toxicant exposure.

The dry-land Barnes maze is widely used to measure spatial navigation ability in response to mildly aversive stimuli. Over consecutive days, performance (e.g.&#160;latency to locate escape cage) of control subjects improves, indicative of normal learning and memory. Differences between rats and mice necessitate apparatus and methodology changes that are detailed here.

Barnes Estratégias Teste Labirinto com pequenas e grandes roedores Modelos

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

Comportamento

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-maze Alternância forçado e Tarefas esquerda-direita para a Avaliação da Discriminação de Trabalho e Memória de Referência em Ratos

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

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

Um ensaio comportamental para investigar o papel da memória espacial durante uma defesa instintiva em ratos

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. The Barnes maze can also assess other mouse behaviors, such as general motivation to escape from the maze platform and exploratory behavior. The Barnes maze can measure whether a genetic mutation or environmental variable can impact the acquisition and retention of spatial memories, as well as provide information about the search strategy employed by the mice. Here we use the Barnes maze to detect a memory deficit in adult mice following a single developmental ethanol exposure event. The newly described Damsel-in-Distress paradigm exposes a male mouse to a female mouse trapped in a chamber in the open center field of the arena. It provides an opportunity for the mouse to socially respond to the trapped female and exhibit prosocial behavior. The Damsel-in-Distress paradigm can also be used to examine mouse behavior in a novel arena and measure locomotor activity. Both the Barnes Maze and the Damsel-in-Distress protocols require minimal financial investment and most aspects of the tests can be constructed from common lab supplies. These flexible and accessible tools can also be used to detect behavioral changes over the course of development.

This protocol measures spatial learning and memory using the Barnes maze. A novel Damsel-in-Distress paradigm is used to assess locomotor activity and prosocial behavior in mice.

Analisando a aprendizagem espacial e comportamento pró-social nos ratos usando o labirinto de Barnes e paradigmas de donzela em apuros

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.

Uma bateria de testes comportamentais para a avaliação repetida das habilidades motoras, humor e cognição em ratos

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and ...

Utilizing a Reconfigurable Maze System to Enhance the Reproducibility of Spatial Navigation Tests in Rodents

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze shape, thus requiring several separate mazes in different configurations. The maze geometry cannot be reconfigured in a single environment to accommodate scalability and reproducibility. The reconfigurable maze is a unique approach to address the limitations, allowing quick and flexible configurations of maze pathways in a repeatable manner. It consists of interlocking pathways and includes feeders, treadmills, movable walls, and shut-off sensors. The current protocol describes how the reconfigurable maze can replicate existing mazes, including the T-shaped, plus-shaped, W-shaped, and figure-eight mazes. Initially, the T-shaped maze was constructed inside a single experimental room, followed by modifications. The rapid and scalable protocol outlined herein demonstrates the flexibility of the reconfigurable maze, achieved through the addition of components and behavioral training phases in a stepwise manner. The reconfigurable maze systematically and precisely assesses the performance of multiple aspects of spatial navigation behavior.

The present protocol describes a reconfigurable maze, a unique system for testing spatial navigation and behavioral phenotypes in rodents. The adaptability of this maze system enables the execution of various experiments in a single physical environment. The ease of structural rearrangement generates reliable and reproducible experimental results.

Utilizando um sistema de labirinto reconfigurável para melhorar a reprodutibilidade dos testes de navegação espacial em roedores

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze ...

Spatial Memory Testing Using Mazes

Spatial learning and memory are neurological functions that allow us to remember important details associated with our environment. Scientists test this phenomenon in rodents using different types of mazes like Morris water maze, Radial water maze, and Barnes maze. By investigating spatial memory in rodents, neurobehavioral scientists can gain valuable understanding of how these processes are altered following brain damage in humans.
Here, the neurobiology behind spatial memory is briefly reviewed and some general principles behind maze tests are discussed. Then, the video explains generalized protocols on how to conduct trials with specific types of mazes. Lastly, it will explain how behavioral researchers are using these tools to conduct some specific experiments.

Spatial Memory Tests Using Morris Water, Radial Water &amp; Barnes Mazes

Teste de memória espacial usando labirintos

Spatial learning and memory are neurological functions that allow us to remember important details associated with our environment. Scientists test this ...

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Psicologia

Ciências Comportamentais

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.

O labirinto aquático de Morris

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

Biologia Avançada

Barnes Maze: A Method For Assessing Spacial Learning and Memory in Lab Animals

Source: Ingersoll, J. et al. <a href="https://www.jove.com/video/58008/analyzing-spatial-learning-prosocial-behavior-mice-using-barnes-maze">Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms</a>. J. Vis. Exp. (2018).
This video shows how to use the Barnes Maze with a mouse. The Barnes Maze testing procedure is used by researchers to assess spatial learning and memory in laboratory animals following repeated trials.

Barnes Maze: um método para avaliar o aprendizado espacial e a memória em animais de laboratório

Source: Ingersoll, J. et al. Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms. J. Vis. ...