Bu deneyler için kullanılan Lashley III labirent Tim Bowmaster Paul Corman, Barry Dutrow, Ryan Jabco, ve Pennsylvania State Üniversitesi Fizik Bölümü Makine Atölyesi Tim Treaster tarafından inşa edilmiştir. Yazarlar Şekil 2-4 sunulan deneyler konusunda yardım almak için Bayan Shoba Belegundu, Bayan Tara Chrzanowski, Bayan Alexandra Lewis teşekkür etmek istiyorum. Walter Jackson, bu protokolün hazırlanması değerli geribildirim. Bu çalışma, Ulusal Ruh Sağlığı Enstitüsü (MH064756 ve MH077978 AMA) fon tarafından desteklenmiştir. Içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve mutlaka, Ulusal Ruh Sağlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri Enstitüsü resmi görüşlerini temsil etmemektedir.

1. Hazırlanması: <ol><li> Lashley III labirent Pleksiglas inşa edilmiştir ve Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Başlangıç ​​kutusu, labirent silah ve hedef kutusu labirent temizlik ve değiştirilebilirlik izin vermek için modüler. Dışarıdan ve labirent içinde görsel ipuçları ortadan kaldırmak için siyah pleksiglas başlangıç ​​kutusu, labirent silah ve hedef kutusu duvarları inşa edilmiştir. Labirent silah, uzun 7 cm yüksekliğinde 45 cm ve 5 cm genişliğinde. Labirent ardışık silah önde gelen Kapılar x 4 cm, 4 cm ve dış duvarlardan labirent 11 cm bulunmaktadır. Amacı kutusu 19,5 cm uzunluğunda x 7 cm x 5 cm genişliğinde. Başlangıç ​​kutusu 8 cm x 9,5 cm x 7 cm. Ayrı açık Pleksiglas adet kaçan fareler önlerken labirent aracılığıyla ilerledikçe her fare görselleştirme izin başlangıç ​​kutusu, labirent, ve hedef kutusu üstüne yerleştirilir. Labirent üç adet labirent artı hayvan standart ev kafes gibi aynı boyutta bir pseudo-ev kafes içine alabilecek kadar büyük olan kırmızı pleksiglas inşa edilen bir temel üzerinde durmaktadır. </li><li> Pseudo-ev kafesleri öncesi, ilk labirent deneme, kapı (2 cm x 2 cm), yanlarda oyulmuş olan bireysel kafes dipleri eklenir gibi hayvanların ev kafeslerde kullanılan aynı tür taze yatak malzemesi hazırlamak için. Yeri tel bu kafes dipleri ve sayısı onları, bir test kohort her hayvan için ayrı ayrı başında yer alıyor. Bu kafesler, test zaman diliminde süresi için her hayvan için ayrı bir pseudo-ev kafesleri olarak hizmet verecek. Stres rolleri ve / veya öğrenme ve hafıza davranışların anksiyete ilgili soruşturma olduğundan, biz tek tek evlerine kafesleri konut fareleri önlemek için pseudo-ev kafesleri kullanın. Ancak, bu faktörlerin temel kaygısı değilseniz, hayvanlar, başarılı bir labirent navigasyon için ev kafesleri olarak hizmet verebilir kapı ve bu kafesleri ile modifiye ev kafeslerde tek başına ev sahipliği olabilir. </li></ol> 2. Test: <ol><li> Her gün onları test ortamı gelmesini bekleyin test etmeden önce, hayvanların davranış test odası en az bir saat taşınır. </li><li> Otuz dakika önce test başlangıç ​​zamanı, gıda ve su tüm ev kafesleri kaldırılır. Farelerin ulaşabileceği davranışını test odası ama dışarı yiyecek ve su tutun. Gıda ve su genellikle tepe besleme meydana geldikten sonra, karanlık faz ışık aşamasından değişiklikten sonra 30 dakika kaldırılır. Bu hayvanların çoğu gıda ve su tok Test öncesinde, ancak bu dönemde test görevin tamamlanmasından sonra hiçbir aşikar yiyecek veya su ödül olsa bile, labirent gezinmek için küçük ek bir motivasyon sağlar. </li><li> 30 dakika öntest süre geçtikten sonra, labirent% 70 etanol ile temizleyin. Başlangıç ​​kutusu önde gelen kapı kollarını kapalı labirentin içine bırakın. Hedef kutusunun her iki ucunda kapıları açık bırakılır. </li><li> Hedefi kutusunun sonunda ilk hayvan karşılık gelen sözde ev kafes yerleştirin. </li><li> Elinizde yuvarlayarak, labirent ilk fare taşıyın. Başlangıç ​​kutusuna fare koyun ve kapağı değiştirin. </li><li> Pozisyonda engel olmadan labirent gözlemlemek için, başlangıç ​​kutusu kapağını açın ve hemen üç stopwatches başladığınızda. </li><li> Fare dört pençeleri başlangıç ​​kutusu yapmamışlar, başlangıç ​​kutusunun kapağını kapatın ve ilk Sayacı durdurmak. </li><li> Elle fare labirent gider olarak yolculuk yolun kaydedin. Bir fare, dört patisinin (Bkz. Şekil 1) bu alana geçti labirent yeni bir bölge veya kol girer. </li><li> Dört pençeleri hedef kutusu girdiğinizde, labirent ve hedef kutusu arasında önde gelen kapıyı kapatın ve ikinci kronometreyi durdurmak. </li><li> Hedef kutusu ve kafes arasındaki fare tamamen pseudo-ev kafes girdiğinde, kapıyı kapatın. Üçüncü kronometre durdurun. </li><li> Üç stopwatches kez kaydedin. Fare yaptı hataların sayısını. (Örneğin, kol L bölge K; Şekil 1) bir hata, bir çıkmaz cul-de-sac bölgeye bir giriş olarak tanımlanır (örneğin, giden labirent zaten gitti, bir kolu ile geçmişe yolculuk kol için kol C F; Şekil 1). Oluştuğunu olarak fare performans skoru, göz veya otomatik yazılım yoluyla sonraki puanlama izin vermek için, video kaset için mümkün ya da başka rekor labirent çalışmalarda. Deneyci takdirine uygun bir yöntem seçmek için kullanılmalıdır. </li><li> 1 dakika için pseudo-ev kafeste hayvan evde kafes dönmeden önce bırakın. </li><li> Test kohort tüm fareler için 2.3 ve 2.12 adımları tekrarlayın. </li><li> Kohort son fare evde kafes iade edildiğinde, 30 dakika zamanlayıcı başlar. Bu 30 dakika süre sonunda, kohort tüm fareler yiyecek ve su geri ve hayvanlar, sonra onların koloni odasına geri. </li><li> Kohort tüm fareler tanımlanan bir öğrenme kriterlere ulaşmış veya önceden belirlenmiş bir n kadar kadar, hayvan başına günlük test başına bir deneme ile, arka arkaya geceleri bu prosedürü tekrarlayın.test çalışmaların koyu kahverengi oluştu. 0 veya 1 hata (lar), birbirini takip eden iki çalışmalarda görev gerçekleştirebilirsiniz labirent öğrenilen bir fare olarak sınıflandırılır. Fareler başarılı çalışmalar hakkında aynı sırayla test edilmektedir. </li></ol> 3. Temsilcisi Sonuçlar: (Ölçüt ulaşmak) öğrenmek için gün analiz edilebilir ve farklı gruplar belirli bir çalışmada (Şekil 2A ve 3A) arasında karşılaştırıldı. Ayrıca, labirent satın alma karakterize bir öğrenme indeksi (oranı öğrenme), test süresi (Şekil 2B ve 3B), ilk dört gün içinde değerlendirilebilir. Öğrenme endeksi doğru yolu segmentlerinin sayısı oranı yolu segmentlerinin toplam sayısı, her deneme için gitti gitti. Ortalama öğrenme indeksi fareler labirent ilk maruz kalan ve şans eseri navigasyon deneme 1, yaklaşık 0,5 olmalıdır. Belirten çalışmalarda 2 ve 4 arasında öğrenme indeksi artar ve yaklaşımlar 1 öğrenme gerçekleşiyor. Şekil 2, genç (2 ay) ve yaşlanma (24 ay), erkek C57Bl/6NCr fareler 15 denemeler için Lashley labirent konusunda eğitilmiştir. Genç farelerde (± 1.5) 7.2 d. labirent öğrendim Buna karşılık, yaşlanma hayvanların aldı 11.7 (± 2.1) d kriter ulaşmak için. Tek uçlu t-testi, a priori bir hipotez öğrenmek için gün yaşlanma daha uzun olduğunu; labirent ([t (23) = 1.59, P = 0.056] öğrenmek için daha uzun sürebilir yaşlanma C57Bl/6NCr fareler için güçlü bir eğilim vardı fareler). Öğrenme indeksi hesaplandığında, her iki yaş grupları çalışmalarda 2, 4 (p &lt;0.001 kez önemli bir temel etkisi) yoluyla öğrenme endeksi istikrarlı bir artış göstermektedir . Ancak, öğrenme indeksi genç C57 fareler ve eski C57 fareler (yaş P = 0.58 ana etkisi) arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar vardı. Şekil 3 davranış öğrenme arka plan suşu etkilerini inceleyen çalışmalar temsilcisidir. Genç erkek C57Bl/6NCr elde edilen veriler Şekil. 2 genç CRL verileri ile karşılaştırıldığında: CD-1 (ICR) BR farelerde [CD-1, 4-5 ay]. CD-1 fareler (± 1.4) 4.5 Lashley III labirent öğrendim d, ancak öğrenmek için (gün suşları arasında anlamlı bir fark yoktu Şekil 3A, [t (18) = 1,328, P = 0.20]; iki kuyruklu t-testi). Kontrast, sınav tüm hayvanlar tesadüfen ilk deneme labirent seyreden iken, CD-1 fareler (suşu p &lt;0.001 ana etkisi) daha hızlı bir şekilde görev öğrendim, öğrenme indeksi gösterir. Bu C57Bl/6NCr farelere kıyasla CD-1 farelerde çalışmalarda 2 ile 4 arasındaki öğrenme indeksi istatistiksel olarak anlamlı bir artış gösterilmiştir. İlginçtir, CD-1 farelere kriter ulaşma noktanın ötesinde labirent yetiştirilmek üzere devam ederse, bunlar aşağıda daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır (Şekil 4) overtraining göstergesidir davranış sergilerler. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1: Lashley III labirent labirent çıkmaz cul-de-sac bölgeleri sadece bilgi amaçlıdır için bu şemada kırmızı boyalı. Taban ve gerçek labirent silah katı renk (inset). Labirent (metin boyutları) ölçekli çizilir. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2: 2 ve 24 aylık erkek C57Bl/6NCr fareler Lashley III labirent performans Lashley III labirent rota genç (2 ay) ve yaşlanma (24 ay) erkek C57Bl/6NCr farelerin öğrenme değerlendirmek için kullanılmıştır. Ölçülen parametreler kriteri, bir fare labirent 0 hataları veya 1 hata ile iki gece üst üste çalıştırmak için gerekli gün sayısı (bir) gün; ve (b) öğrenme indeksi, doğru dört pençe kol girişlerin sayısı Lashley III labirent testi, 1-4 gün yapılan kol girişleri toplam sayısı karşısında yaptı. Grup başına hayvan sayısı n = 10, 24 aylık fareler için aylık 2 ve n = 15 için. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig3.jpg" alt="Şekil 3" /> Şekil 3: Lashley, genç erkek C57Bl/6NCr ve CD-1 farelere III labirent performans Lashley III labirent 2 aylık C57Bl/6NCr ve 4-5 aylık bir CD-1 farelerin öğrenme yolu değerlendirmek için kullanılmıştır. Ölçülen parametreler kriteri, bir fare labirent 0 hataları veya 1 hata ile iki gece üst üste çalıştırmak için gerekli gün sayısı (bir) gün; ve (b) öğrenme indeksi, doğru dört pençe kol girişlerin sayısı Lashley III labirent testi, 1-4 gün yapılan kol girişleri toplam sayısı karşısında yaptı. Grup başına hayvan sayısı, CD-1 fareler için C57Bl/6NCr ve n = 10 n = 10 idi. İstatistiksel anlamlar: * p &lt;0.05, ** p &lt;0.01 karşı C57Bl/6NCr fareler. <img src="/files/ftp_upload/1786/1786fig4.jpg" alt="Şekil 4" /> Şekil 4: 4-5 aylık erkek CD-1 farelere Lashley III labirent performans Lashley III labirent.rota, 15 gün üst üste on 4-5 aylık erkek CD-1 farelerin öğrenme değerlendirmek için kullanıldı. Hergün yapılan hataların dört pençe bir çıkmaz cul-de-sac bölgeye giriş veya labirentin zaten gitti kol seyahat olarak tanımlanan bir hata ile ölçülen parametreler (a) numarası; ve (b) Hergün labirent geçirdi. Kriteri ulaşmıştır hangi gün kırmızı bir ok ile gösterilir.

<ol>
	<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>

Tüm davranış protokolleri Pennsylvania State Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi. Rapor için herhangi bir mali açıklamalar vardır.

Öğrenme ve hafıza değerlendirmek için en sık kullanılan kemirgen davranış testleri Morris su labirenti ve korku klima 2 türevleri. Bu testler, görevleri tamamlamak için 3 hayvanlar motive etmek için, öğrenme ve caydırıcı bir uyarana (örneğin, su, footshock) görsel veya işitsel ipuçları güveniyor. Yaşlanma kemirgenler, yaşlı insanlarda olduğu gibi, duyu modaliteleri zamanla azalacaktır. Farelerde çeşitli arka plan suşları işitme kaybetmek veya onlar yaş olarak kat...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<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

Kemirgenler öğrenme ve bellek değerlendirmek için tasarlanmış birçok davranış testleri, özellikle fare, görev satın motive etmek için görsel ipuçları, gıda ve / veya su kısıtlaması ya da başka bir caydırıcı stimuli güveniyor. Hayvanların yaş, duyu modaliteleri bozulabilir. Örneğin, farelerin birçok suşları işitme açıkları ya da katarakt gelişir. Görev edinimi sırasında fareler kılavuzu için gerekli olan sinir sistemi değişiklikleri, yaşlı hayvanlarda öğrenme değişiklikleri yorumlamak potansiyel boşa mevcut. Ayrıca, farelerin stres diferansiyel hassasiyetleri ile karşılaştırırken hayvanların görevleri öğrenmek için motive etmek için caydırıcı stimuli kullanımı potansiyel karıştırıcı. Bu tür kafa karıştırıcı etkileri en aza indirmek için, biz Lashley III labirentin değiştirilmiş bir versiyonu hayata geçirdik. Bu labirent fareler 0 ile bir yol, bir sözde ev kafesine başlangıç ​​konumum gezinmek kadar veya düşük stres koşulları, örneğin karanlık faz, hiçbir gıda / su kısıtlaması altında tekrarlanan maruz kalma ile bir labirent gezinmek için öğrenmek sayede rota öğrenme, dayanmaktadır iki ardışık çalışmalar hakkında 1 hata (lar). Bu keşif, görevin labirent ve öğrenme teşvik etmek için caydırıcı stimuli dayanmaz çünkü bu, düşük bir stres davranış testi olarak sınıflandırmak. Cihaz modüler bir başlangıç ​​kutusu, 4 kol labirent vücut ve bir gol kutusu oluşur. Hedefi kutusunun sonunda hayvanın evde kafes içinde bulunan ve labirent test süresi için her hayvan için belirli benzer yataklar içeren bir pseudo-ev kafes. Bu pseudo-ev kafes yön öğrenmek için fareler motive etmek için yeterli ödül sağladığı daha önce gösterilmiştir oldu<sup&gt; 1</sup&gt;. Burada, iki farklı arka plan suşları farelerin öğrenme davranışı bir karşılaştırma ile birlikte farelerin öğrenme ve hafıza yaşa bağlı farklılıkların değerlendirilmesi bağlamında Lashley III labirent prosedürü görselleştirme mevcut. Biz, farelerde yaşlanma veya stres güvenlik açığı etkilerini değerlendirirken ilgilenen diğer araştırmacılar, bu labirent daha stresli öğrenme görevleri ve / veya görsel ipuçlarını içeren davranış testleri için cazip bir alternatif kabul edeceğini umuyoruz.

Watch this Scientific Journal Video about Low-stress Route Learning Using the Lashley III Maze in Mice at JoVE.com

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

Lashley III labirent caydırıcı uyaran ya da görsel ipuçları dayanmaz bir rota-öğrenme görevi. Bu nedenle, özellikle yaşlanma fareler ya da başka stres dikkate, öğrenme ve hafıza değerlendirmek için son derece cazip bir seçenek.

Farelerde Lashley III Labirent Düşük stres Rota Öğrenme

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 Görüntüleme.  Pennsylvania State University. Lashley III labirent caydırıcı uyaran ya da görsel ipuçları dayanmaz bir rota-öğrenme görevi. Bu nedenle, özellikle yaşlanma fareler ya da başka stres dikkate, öğrenme ve hafıza değerlendirmek için son derece cazip bir seçenek.

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

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.

Alzheimer Hastalığı Model Fareler Öğrenme ve Hafıza Açıkları Morris Su Labirent Testi

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

Nörobilim

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-labirent Zorla Değişim ve Çalışma ve Fareler Referans Bellek değerlendirilmesi için sağ-sol Ayrımcılık Görevler

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.

Tek hücreli ve tek başak çözünürlüğe sahip supratreshold nöral aktivitenin Optik kaydı

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.

Eşzamanlı MEG / EEG ve Anatomik-kısıtlı Minimum norm Tahminleri Kullanarak Eşleme Kortikal Dinamiği: Bir İşitsel Dikkat Örneği

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.

Recording Hücre içi Gerilim Yanıtları için Elektrofizyolojik Yöntem<em&gt; Drosophila</em&gt; Işık Uyaranların için Fotoreseptörler ve internöronlar<em&gt; İn Vivo</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.

Microstate ve dinlenme-devlet elektroansefalografi Omega karmaşıklık analizleri

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.

Koku öğrenme ve ayrımcılık farelerde bir objektif ve tekrarlanabilir testi

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.

Yenidoğan Sıçanlarında Kortikospinal Sistemin Kombine Beyin ve Omurga Cerrahisi Kullanılarak Çift Viral Vektörle Hedeflenmesi

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.

Yetişkin Zebra Balığı Kullanarak Öğrenme ve Bellek Çalışmalarında Bilişsel Değerlendirme için İlişkisel Bir Öğrenme Aracı Olarak Mekik Kutusu Tahlil

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.

fNIRS-Hipertarama Verilerindeki Yönlü Bilgi Akışının Kısmi Dalgacık Dönüşümü Tutarlılık Yöntemi Kullanılarak Ölçülmesi

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