Name: barnes maze testing strategies with small and large rodent models
Uploaded: 2014-02-26T22:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models at JoVE.com

Forfatterne erkjenner Mr. Eldin Jasarevic, Mr. Scott Williams, Mr. Roger W. Meissen, Sarah A. Johnson, Dr. R. Michael Roberts, Dr. Mark R. Ellersieck, og Dr. David C. Geary ved Universitetet i Missouri, og Mr. C. Delbert Law og dyr omsorg ansatte ved National Center for toksikologi Research / FDA. Dette arbeidet ble støttet av en NIH Challenge Grant til Grant til CSR (RC1 ES018195), en Mizzou Advantage Grant til (CSR og DCG), en University of Missouri College of Veterinary Medicine fakultetet award (CSR), og protokoll E7318 ved Nasjonalt Senter for toksikologi Research / FDA.

En. Barnes Maze Prosedyre for smågnagere <ol><li> Slå på indirekte lys over labyrinten og sted &quot;Do Not Enter&quot; skilt på utsiden av laboratoriet døren. </li><li> Ta med mus i sine vanlige hjem bur til testrommet ca 30 min før du begynner den første rettssaken for å tillate tilvenning. Hvis rommet er stille, kan det ikke være nødvendig å inkludere hvit støy, ellers er dette forholdsregel kan vurderes. </li><li> Sett opp sporingsprogram. </li><li> Fjern forsiktig den første musen fra sitt hjem buret...

Kritiske trinn i Barnes maze testprosedyrer inkluderer: 1) å gi riktig mildt aversive stimulus for å motivere dyret for å finne flukten bur, 2) å sikre enhetlige betingelser er opprettholdt på tvers av dyreforsøk (f.eks test tid, testing personell, ekstern støy kontroll, og andre stimuli som kan påvirke ytelsen), 3) dersom forsøkene er videoen spilt inn, optimalisere og sikre forsvarlig videoopptak og fil opp igjen, og 4) rengjøring av labyrinten med 70% etanol for å fjerne olfactory signaler mellom ...

Romlig læring og hukommelse i laboratorie gnagere ble først vurdert med mat-fratatt rotter som navigeres en labyrint av smågater å finne en mat forsterker en. Flere tiår senere, ble en romlig referanse minne system foreslått to. I motsetning til arbeidsminnet som refererer til minnet i en test session eller rettssak, refererer henvisning minne til minne over testøkter eller prøvelser og er mer nært knyttet til langtidshukommelsen. Flere typer labyrinter har blitt utviklet som invasiv vurderinger av dette hippocampus-avhengig romlig læring og hukommelse i små og store gnagere (f.eks vann labyrint, flere T-labyrint, radial arm labyrint og tørrlands labyrinter) 3-6. Her fokuserer vi på den runde plattformen eller Barnes labyrint, først beskrevet i 1979 av Dr. Carol Barnes 7. Denne labyrint er blitt brukt til å teste romlig navigasjons læring og hukommelse i et bredt spekter av gnagermodeller, herunder rotter (RaTTUene norvegicus), mus (Mus musculus), hjort mus (Peromyscus maniculatus bairdii), California mus (Peromyscus californicus), og hystricomorph gnagere (f.eks degus [Octodon degus]) 8-13. Andre arter er vurdert ved hjelp av Barnes labyrinten inkluderer amerikanske kakerlakker (Periplaneta americana) 14, mais slanger (Elaphe guttata guttata) 15, &#160; squamate reptiler (f.eks side flekkete øgler [Uta stansburiana]) 16, og ikke-menneskelige primater (f.eks mus lemurer [Microcebus Murinus]) 17. I våre laboratorier, har Barnes labyrint ytelse blitt brukt som en indeks for nevrotoksisitet etter utviklings bisfenol A (BPA) eller etinyløstradiol (EE2) eksponering 9-1113. Det er også ofte brukt for oppførsel phenotyping av ulike musestammer 18-21, vurdering av aldringseffekter 7,22-28, og Alzheimers sykdom relaterte deficits i dyremodeller 3,29-33, samt effekten av trening og kosthold, miljø-, og metabolske forandringer 34-42. En primær fordel med Barnes labyrint bruk, er at det fremkaller mindre belastning i fagene i forhold til vann labyrinter, som Morris vannlabyrint 43, selv om begge kan indusere akutt økning i plasma-kortikosteron konsentrasjoner hos mus 44. Som et tørt land labyrint, kan Barnes labyrint være mer ethologically-relevant for landlevende gnagere 45. Selv om vannlabyrint ytelse har vist seg å være mer følsomme for genetiske forandringer i mus 3,46,47, er mer følsomme for visse andre forandringer 48,49 Barnes labyrint ytelse. I gnager modeller der vann labyrint bruk ikke er mulig, kan det Barnes labyrint gi et finjustert vurdering av romlig minne oppbevaring 31. De mildt aversive stimuli som vanligvis brukes i Barnes labyrint (dvs. skarpt lys),imidlertid ikke kan gi tilstrekkelig motivasjon for gnagere å finne flukten bur 45. Videre kan gnagere lære at ingen straff oppstår hvis de ikke gå inn i flukt buret. Derfor, i stedet for å lete aktivt etter flukten buret, noen gnagere aktivt utforske labyrinten for lang varighet av hvert forsøk. Som gjennomgått av Kennard og Woodruff-Pak 24, vil dette økt lete forlenge ventetid for å finne flukten buret, banelengde, og øke antall feil. Dermed måling av flere parametre, inkludert ventetid, feilrate, tid brukt i de riktige og feil kvadranter, hastighet, tid flytte, hviletid, og søkestrategi, kan samlet gi en bedre indikator for hvert fag romlige navigasjons læring og hukommelse evne 8 -10. I tillegg, kan ytelsen bli målt som latency å først finne flukten buret (primære mål) eller ventetid for å komme inn i flukt buret (total mål). Noen har argued som primære mål på prestasjon er et mer nøyaktig bilde av romfølelse enn totalt måler 50. De fleste studier, blant eksemplene beskrevet her, bruker ventetid for å komme inn i flukt buret for å avgjøre feilrate og søkestrategi. Videre, noen sporing programvaresystemer har en trepunkts kropp detection system som kan måle frekvensene av sniffing de riktige vs feil hull. Til slutt må labyrinten rengjøres grundig med etanol mellom forsøk å fjerne olfactory signaler som kan gi signaler eller bevise forstyrrende for påfølgende dyr. Barnes maze design varierer, men vanligvis hver har 12 eller 20 mulige rømningshull, bare en av dem fører til hjemmet eller en flukt buret. Flukten bur kan være plassert enten direkte under flukten hullet på labyrinten toppen (for labyrinter uten vegger) eller innebygd i veggen rundt i labyrinten. Signaler kan variere i størrelse fra ca 16,5 cm høyde eller bredde (innenfor maze) til en horisontal linje 21,6 cm i bredden plassert fra gulv til tak av rommet veggen utenfor labyrinten. Figurene 1-5 viser eksempler på Barnes maze design for Peromyscus arter (figur 1) og rotter (Tall 2-5). Plugger eller falske bunner må dekke nonescape hull for å hindre dyr fra å falle ut av labyrinten. Størrelse på testrommet kan variere (~ 20 m 2), men det må være stor nok til å gi god plass til labyrinten, habituating dyrene til rommet, med plass til en datamaskin med video set-up (hvis det brukes), og et sted for eksperimentator å sitte på avstand (minst ~ 122 cm) fra labyrinten apparat slik at deres tilstedeværelse ikke forstyrre dyrets ytelse. Overdragelse av flukt bur plassering bør være balansert mellom behandlingsgruppene og kjønn. Mens de spesifikke prosedyrer som er beskrevet her inkluderer ikke rotere labyrinten mellom studier for å motvirke bruk av intra-labyrint lukt signaler, noen studierinnlemme denne prosedyren 50. I våre prosedyrer, er labyrinten tørkes ren med etanol mellom forsøk for å eliminere lukt signaler. I lokal flukten bur, har tre typer søkestrategier blitt definert (opprinnelig kalt &quot;mønstre&quot; av Barnes 7): 1) tilfeldige, operasjonelt definert som lokaliserte søk i hull atskilt av stier krysset labyrinten sentrum, 2) serie, definert som et systematisk søk ​​i påfølgende hull i en med eller mot klokken retning, og 3) direkte eller romlig, definert som å navigere direkte til riktig kvadrant uten å krysse labyrinten senteret mer enn én gang, og med tre eller færre feil. Generelt, med gjentatt testing, gnagere vanligvis fremgang gjennom søkestrategier i den rekkefølgen de står (tilfeldig, seriell, og direkte) 51. En sonde prøve uten flukt bur kan også anvendes som et ytterligere mål for hukommelsen 50. Protokollen og representantResultatene her ble utviklet for to typer gnagere (Peromyscus arts ellers betegnes små gnagere) og rotter. Mens disse generelle prosedyrer kan også holde for innavlet og / eller outbred mus (Mus musculus), bør andre studier bli konsultert om mulige metodiske forskjeller for de sistnevnte artene 18-21.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1285">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td colspan="4" height="21" style="height:22px;width:1287px;">NOTE: Those items that are for small rodents only are bolded. Those items that are for large rodents only are italicized. Items neither bolded nor italicized are for both.</td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;width:335px;">Barnes Maze platform with 12 or 20 escape holes every 30&#176;. For rats, each hole is 10.5 cm in diameter and 4 cm from the maze top edge. For use with automated tracking programs, a black top for white rodents or a white top for pigmented rodents is needed. For mice and rats, this circular top is 95 and 122 cm in diameter, respectively.</td>
			<td>US Plastics Corp, Lima, OH</td>
			<td>42625</td>
			<td style="width:469px;">This is the top of the Barnes Maze and the surface that the rodent is placed upon. It can be constructed from a variety of materials (e.g. Plexiglas), but for endocrine disruptor work, polypropylene BPA-free material is optimal. One of the holes leads to the an escape cage; all other holes are blind-ending or false-bottomed. For the rat maze, small slides on the underside of the maze platform allow the escape cage and false bottoms to slide in.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:335px;">2&#34; Polypropylene pipe plug (24) 
			2&#34; 90&#176; Black polypropylene elbow (12) 
			2&#34; x 6&#34; Polypropylene pipe nipple (1)</td>
			<td>US Plastics Corp, Lima, OH</td>
			<td style="width:215px;">30724 
			32086 
			30712</td>
			<td style="width:469px;">These are only necessary for the small rodent (e.g. mouse) Barnes Maze. These adaptations are either blind-ending tubes/elbows or one of the tubes is connected to the pipe nipple that then leads to the escape cage.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:42px;width:335px;">False bottoms for rat Barnes Maze</td>
			<td></td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">These were custom made of ABS plastic and vacuum molded for the rat maze apparatus.</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:335px;">Circular aluminum wall/barrier (50 cm high) around the maze</td>
			<td style="width:268px;">Ace Hardware, Columbia, MO</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">In the case of small rodents (e.g.&#160;mice), this barrier prevents them from falling off the maze; the rat apparatus generally does not require this. The wall may not be needed for laboratory mice that are relatively tame.</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:335px;">Support stand for maze platform top</td>
			<td style="width:268px;">US Plastics Corp, Lima, OH</td>
			<td style="width:215px;">42625</td>
			<td style="width:469px;">The stand supports the maze platform top such that it is elevated above the floor (typically, 70-100 cm) to motivate the rodent to locate the escape cage. The stand can be constructed of any material.</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:65px;width:335px;">White noise</td>
			<td style="width:268px;">SleepMate Sound Conditioner, 
			Marpac, Rocky Point, NC</td>
			<td style="width:215px;">980A</td>
			<td style="width:469px;">Background noise may be used to block out peripheral acoustic cues that may confound Barnes Maze testing across trials and animals</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:86px;width:335px;">Light fixtures and 300-500 watt bulbs encased in aluminum shells. For example, Utilitech 500-watt halogen portable work lights.</td>
			<td style="width:268px;">Ace Hardware or Lowes</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">Bright lights provide a mildly aversive stimulus which motivate the rodent to locate the escape cage. The lights are generally suspended ~150 cm above the maze top.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">Escape cage. For small rodents, this can be a polypropylene cage (27.8 x 7.5 x 13 cm).</td>
			<td style="width:268px;">Ancare, Bellmore, NY</td>
			<td style="width:215px;">N40 PP</td>
			<td style="width:469px;">The rat escape cage here was custom built and has a ramp leading into the escape cage.</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:335px;">Opaque tube (rats only) (27 cm diameter; 23 cm height) with a piece of thick cardboard to cover the top.</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">The tube is placed in the center of the maze and the rat is placed into the tube from the top which is covered with the cardboard. A handle on the outside of the tube allows easier lifting of the tube, which then begins the trial. The tube can be constructed of any material, but should be opaque.</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:62px;width:335px;">High resolution video camera (e.g.&#160;Panasonic Digital Video Camera)</td>
			<td style="width:268px;">Panasonic, Secaucus, NJ</td>
			<td style="width:215px;">ICV19458</td>
			<td style="width:469px;">The video camera is positioned overhead and records trials for later analysis.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:335px;">Extra- or intra-maze geometric cues made of high quality cardboard construction paper</td>
			<td style="width:268px;">Any office supply store, such as Staples.</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">These visual cues orient the animal within the maze environment, providing cues as to the spatial location of the escape cage; in rats, extra-maze cues on the walls work well, whereas in small rodents that require a wall around the maze, intra-maze cues must be used.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">Black curtain to surround the maze (small rodents only)</td>
			<td style="width:268px;">Any fabric and crafts store, such as Jo-Ann Fabrics</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">A black curtain is used in small rodents (especially wild species, e.g. Peromyscus) to maintain attention within the maze confines.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">70% ethanol</td>
			<td style="width:268px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP2818-4</td>
			<td style="width:469px;">After each trial, the maze top and escape cage are cleaned to eliminate potential odor cues for consecutively tested rodents.</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:335px;">Tracking software program, such as Ethovision, and computer with appropriate video card and substantial (1 TB or more) hard-drive space. Alternatively, videos can be recorded directly to the computer for later analysis using a program such as Win TV (Hauppauge Computer Works, Inc.).</td>
			<td style="width:268px;">Noldus (Leesburg, VA)</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:469px;">Tracking software is required to analyze trials for latency to locate the escape cage, velocity, distance traveled, time spent resting, time spent moving, time spent in the correct versus incorrect quadrants, time spent around the escape hole, number of errors or entries into incorrect holes, and overall search strategy employed to find the escape cage.</td>
		</tr>
		<tr height="86">
			<td height="86" style="height:87px;width:335px;">External hard drives, such as Seagate or WD, with a minimum 1- 2 TB of memory</td>
			<td>Any office supply store, such as Staples.</td>
			<td></td>
			<td>Videorecordings should be backed up in at least one separate location.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Videorecording program, e.g. WinTV program</td>
			<td style="width:268px;">Hauppauge Computer Works, Inc., 
			Hauppauge, NY</td>
			<td></td>
			<td style="width:469px;">If tracking software is not available at the time of the testing, 
			the trials should be video-recorded for later analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

barnes maze testing strategies with small and large rodent models

Romlig læring og hukommelse av laboratorie gnagere er ofte vurdert via navigasjons evne i labyrinter, mest populære av dem er vannet og tørk-land (Barnes) labyrinter. Forbedret ytelse over økter eller studier er tenkt å reflektere læring og minne om flukten bur / plattform plassering. Betraktet mindre stress enn vann labyrinter, er Barnes labyrinten en forholdsvis enkel konstruksjon av en sirkelformet plattform topp med en rekke hull med lik innbyrdes avstand rundt omkretsen kant. Alle bortsett fra ett av hullene er falsk bunn eller blind-ending, mens én fører til en flukt buret. Mildt aversive stimuli (f.eks lyse overhead lys) gir motivasjon til å finne flukt buret. Ventetid for å finne flukten buret kan måles i løpet av økten, men ytterligere endepunkter vanligvis krever videoopptak. Fra disse videoopptak, kan bruk av automatisert programvare for sporing generere en rekke endepunkter som er lik dem som produseres i vann labyrinter (f.eks &lt;/ Em&gt; distanse, hastighet / fart, tidsbruk i riktig kvadrant, tidsbruk flytting / hvile, og bekreftelse av latency). Type av søkestrategi (dvs. tilfeldig, seriell, eller direkte) kan kategoriseres som godt. Barnes labyrint konstruksjon og testing metoder kan variere for smågnagere, for eksempel mus, og store gnagere som rotter. For eksempel, mens ekstra-labyrint pekepinner er effektive for rotter, kan mindre vill gnagere krever intra-labyrint pekepinner med en visuell barriere rundt i labyrinten. Passende stimuli må være identifisert som motivere gnager å finne flukten buret. Både Barnes og vann labyrinter kan være tidkrevende som 4-7 testforsøk er vanligvis nødvendig for å oppdage godt lærings-og minneytelse (f.eks kortere ventetider eller veilengder å finne flukt plattform eller bur) og / eller forskjeller mellom eksperimentelle grupper. Likevel er den Barnes labyrint en mye brukt atferdsvurdering måle romlige navigasjons evner ogsitt potensial avbrudd av genetiske, neurobehavioral manipulasjoner, eller narkotika / toksikant eksponering.

Kjønnsmodne mannlige hjort mus er avhengig forbedret romlig navigasjons evne til å finne potensielle avl partnere, som er mye utbredt i hele miljøet. Både prenatal og voksen eksponering for testosteron er avgjørende i å organisere og aktivisere dette senere voksen mannlig oppførsel 53. Som sådan, ble det antatt at tidlig eksponering for hormonforstyrrende stoffer kan forstyrre dette senere egenskap hos menn. For å teste denne hypotesen, ble mannlige og kvinnelige hjort mus utviklingshemmede eksponert...

Watch this Scientific Journal Video about Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models at JoVE.com

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Den tørre-land Barnes labyrint er mye brukt til å måle romlig navigasjon evne som svar på mildt aversive stimuli. Over påfølgende dager, ytelse (f.eks ventetid for å finne flukt bur) av kontrollpersoner forbedrer, en indikasjon på normal læring og hukommelse. Forskjeller mellom rotter og mus nødvendig apparater og metodeendringer som er beskrevet her.

Barnes Maze Testing Strategies med små og store gnager modeller

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 ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

Behavioral fenotyping av murine sykdomsmodeller med integrert Behavioral Station (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice

Bruk av det åpne feltet Maze å måle Locomotor og angst-lignende oppførsel i Mus

Animal models have proven to be invaluable to researchers trying to answer questions regarding the mechanisms of behavior. The Open Field Maze is one of ...

Testing for Odor Discrimination and Habituation in Mice

Testing for Lukt Diskriminering og Tilvenning i Mus

This video demonstrates a technique to establish the presence of a normally functioning olfactory system in a mouse. The test helps determine whether the ...

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

Double-H Maze: En Robust Behavioral Test for læring og hukommelse i Gnagere

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 ...

Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

Testing Sensory og multisensorisk funksjon hos barn med autisme Spectrum Disorder

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are ...

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

Morris Water Maze Test: Optimalisering for Mouse Sil og testing miljø

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

Plasser og Response Learning i Åpne-feltet Tower Maze

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

Testing Animal Anxiety in Rats: Effects of Open Arm Ledges and Closed Arm Wall Transparency in Elevated Plus Maze Test

Testing dyr angst i rotter: effekter av åpne Arm hyller og lukket Arm vegg åpenhet i opphøyet pluss labyrint Test

The elevated plus maze test is a behavioral test for assessing animal anxiety in rodents. Although this test is widely applied in the field of behavioral ...

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

Analysere romlige læring og Piezo2 i mus ved hjelp av Barnes labyrinten og jomfru-i-nød paradigmer

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